融合沉积建模(FDM)技术的两种新的发展通过Stratasys宣布宣布,最后可以帮助3-D印刷实现其作为主流航空航天和汽车产品的制造工具的潜力。虽然两个先进的技术示威者他们揭幕解决了两个非常不同的制造要求,但它们都能够以比今天的任何其他FDM机器更快地建立更大,更强大,更实惠的零件,这些速度比任何其他FDM机器更快。
STRATASYS的无限构建3D示范,用于大型热塑性零件和工具。照片:Stratasys.
3-d长长
Stratasys公司的Infinite-Build 3D大型热塑性零件和工具演示器解决了对具有高度可重复性机械性能的大型轻量化热塑性零件的需求。与沿着垂直轴放置部件不同,Infinite Build演示的3'x4 '构建平台是侧向放置的,并在打印部件时从制造区域拉出水平轨道。因此,该部件的长度只受轨道及其相关支撑系统的长度的限制。Stratasys公司表示,目前的系统可以制造长达50英尺的零件,而生产系统可能能够制造更长长度的零件。
该系统的挤出机机构同样是独特的并且与传统的灯丝一起使用,用作大多数FDM机器的原料。它具有加热的打印头,它具有螺杆挤出机,该螺杆挤出机馈送一流的微粒流,在它们施加到构建区域之前主要通过剪切力液化。使用剪切作为初级液化机制,可以降低较低的材料劣化和更快的构建,以及对体积输出的更好控制。
演示单元的打印头可以从四个单独的源绘制其微珠,从而实现多材料/多色制造。目前,该系统使用Stratasys'LeLtem 9085 PEI构建材料加上专业的支持材料,其机械性能适用于水平构建环境。
由于螺杆挤出机可以比传统机制更快地推出材料,因此可以实现比最快的传统FDM系统快10倍的构建速度。但是为了在这些极高的流量速率下具有精确的尺寸控制,划线必须使用5侧烘箱仔细控制围绕构建区域的热环境,这为一致的冷却提供恒定的热梯度。
得益于所有这些功能,Infinite Build演示程序可以在数小时而不是数天内制造大型部件,并提供更高程度的一致性和可重复性,可以更容易地满足航空、汽车和其他高可靠性应用程序的要求。
Stratasys'机器人复合3D示威者。照片:Stratasys.
建筑强大
Stratasys'的其他演示器使用8轴机器人系统来生产具有一个或多个方向强度的复合部件。被称为机器人复合3D示范器,原型系统挤出含有切碎的碳纤维的热塑性(聚酰胺 - 尼龙),该碳纤维与流动方向对齐,提供了能够生产更强,更轻的零件的方向强度。目前的系统可以使用传统的长丝或微粒。此外,Stratsys表示,在使用连续光纤的系统上有一个明确的路线图,该系统将产生更强的部分。
像它的同伴,这个演示不遵循简单的3轴X-X-Z坐标系统使用大多数FDM机器。取而代之的是,构建表面是一个18英寸的工作台,它位于一个2轴旋转定位器上,同时一个6轴机器人控制演示机挤出头的位置。这种8轴系统消除了对离散层的需要,使单个特征能够被构建为离散元素(而不是离散层),每个特征都有自己的方向属性。此外,高铰接式挤出机头允许从内到外建造复杂的部件。
因此,3D复合材料演示器提供了快速的生产速度,通过消除层过渡时间和大多数支持材料进一步提高了生产速度。而且,与传统打印机的打印量受系统框架的限制不同,复合演示机的建造面积只受机器人的接触范围的限制。
虽然现有版本的示威者仅从尼龙构建零件,但Stratasys表示,它们将快速调整使用目前用于汽车和航空航天应用中的其他合格材料的过程,包括PEEK和PEKK。
第一个商业应用
鉴于无限的构建示威者的能力,难怪航空航天制造商波音在定义其要求和规格方面发挥了影响力的作用,以满足他们生产低容量,定制的轻量级飞行部位的需求。该系统的第一个申请之一预计将是用于完成当今飞机的内部的大型复杂的塑料面板,并且有兴趣在火车,公共汽车和其他大容量运输系统中使用它们。福特电机公司还探索了无限构建演示的汽车制造应用。
波音和福特还将探索如何使用机器人复合3D示范器来制造用于航空航天和汽车应用的结构部件。详细信息正是在本简报时不可用的详细信息。
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