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什么是添加剂模塑?

通过莱斯利Langnau|2020年9月20日

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添加剂工业是动态的,新技术经常被引进。伊桑·埃斯科维茨,是Arris Composites.例如,开发了一种称为添加剂模塑的技术。该专有过程结合了添加剂制造和大批量模塑技术,以创建由连续纤维增强热塑性塑料制成的复合材料。该技术在许多应用和市场方面具有广泛的好处,可实现更小,更薄,更轻,更强大的产品。我们最近采访了Ethan,而他在他的制造工厂(因此音频上的有趣的背景噪音),关于这项技术,这里是面试的亮点。

设计世界·什么是添加剂模塑

添加剂成型是一种制造技术,可以制造更强或更轻,并且具有从模塑制造工艺中发现的理想品质。添加剂成型是可伸缩和节能,具有最小的废料。由该过程制成的零件具有高质量,高尺寸精度,良好的重复性和高表面质量。

这一过程使用的材料通常与航空航天工业有关。这一过程将材料纤维排列在一起,使其强度高于钛,同时重量更轻。该公司的客户通常不会试图让他们的产品更强大,而是寻找更小和更轻的产品。

添加剂成型结合了在航空航天工业中发展起来的对齐纤维和连续复合材料这两个领域。这一过程主要包括手工铺层,就像在汽车和造船中使用的那样。排列整齐的纤维经过一个类似注塑成型的过程。

添加剂成型制造技术广泛应用于航空航天,汽车部件,各种工业应用。然而,在Arris Composites历史的最初几年中,最重要的是消费产品空间,包括消费电子和娱乐设备。该市场通常具有高产品刷新周期,资格金额有利于新公司试图在线获得生产以进行有利可图的业务。

采用嵌入式电子产品,将玻璃纤维放入碳纤维复合材料中来创建天线窗口。这些组合材料递送最高强度重量比例。该公司还在其他地区配合碳纤维复合材料。通过这种材料,公司可以为天线开发最佳功能。

埃斯科维茨表示,制造这种材料的过程是一种协同效应。“成型是关键,通过两个步骤的协同来实现强度。第一步是形成连续的复合材料,我们可以把它想象成一个近净形状的复合部件,排列整齐的纤维穿过部件,以最佳方式加强部件。但是这种材料在高温和高压下的固结使我们获得了固结和最小的空隙含量,这使这个过程令人兴奋。”

Escowitz说,在解决环境问题方面,可持续性可以从三个关键领域广泛考虑:原材料、加工和生命结束时发生的事情。

对于新材料,Arris Composites主要与热塑性复合材料合作,在热塑性复合材料领域有大量的可持续发展的树脂和化学材料。对于纤维,该公司使用碳纤维、玻璃纤维和天然纤维。

可扩展性与减少制造任何单个部件所消耗的能量是密切相关的。此外,该公司开发了其系统,以满足大众市场行业的成本和性能门槛,这也提高了制造过程的可持续性。

在生命结束时,该公司使用热塑性复合材料,可通过多种方式回收。Escowitz指出,热固性材料的复合材料在可回收性方面受到了挑战,因为热固性材料实际上是不可回收的。“你可以燃烧树脂系统,并尝试使用纤维与新的树脂系统,但这是非常耗能的。”

现有的回收热固性复合材料的开发工作是通过热解和燃烧掉所有的树脂。Escowitz指出,你可能可以通过燃烧过程回收一些纤维,但你可能燃烧了一半的材料体积,而重复使用另一半。“这已经用一些碳纤维复合材料做到了,因为碳纤维材料具有很高的隐含能量。所以,把所有的精力都花在回收上是值得的。很明显,热塑性复合材料实际上并没有回收,因为在某些情况下,你可以简单地把它改造成一个世代部件,而不需要回收处理步骤。”

将热塑性复合材料切碎,然后再制成切纤复合材料。这种技术降低了大约10倍的机械性能,但它使Escowitz和他的团队能够将一批类似树脂系统的产品回收,稍微降级,但仍然相当有效。

“我们也开发和试验方法,我们可以连续纤维复合第一代部分和在一个生命周期方法使用它作为第二代产品的原料,如果与我们的客户合作我们可以预测他们的计划回收产品,他们已经回来了。如果他们能供应给我们回我们提供给他们的组件,我们可以看看使用它作为第二代产品的原料在这种情况下,我们将有一个高容量相同的零件回来与你在等高度的规律性消费品,那里是一个非常著名的生命周期。”

使用材料回收的权衡之一是减轻重量。在某些情况下,较低的重量是值得回收的能量成本。

Arris Composites提供了一个名为Specific Design的软件程序。这个程序帮助设计工程师创造他们的零件。它有助于工程师考虑壁厚、悬垂和最小特征尺寸的影响。

使用比金属更坚固的材料,使用公司的模具方法,壁厚可以更小。尺寸精确,功能齐全。

具体的设计来源于可以添加不同材料的概念,无论是金属、陶瓷还是塑料,都可以制成复合材料。该项目不仅帮助设计师创造纤维和树脂的复合材料,还帮助他们定位复合材料,本质上创造复合材料的复合材料。

特定设计允许用户在同一部件的不同区域指定他们想要的功能。Escowitz说:“所以,如果你想要一种设备,它有一个非常坚固的能量吸收角,还有一个天线窗,然后一些电线穿过一个特定的区域,所有这些都可以共存于同一部分。”“我们可以在一个生产步骤中制造它们,这对生产也有好处,而不是设计独立的部件,然后通过不同的制造步骤制造,然后组装在一起。显然,缩短装配线提高了制造过程的速度。”

Whenever a new manufacturing technology comes along, it’s important to step back and look at the products and the product architecture in terms of the legacy that is tied to the limitations of how it had to be produced, and can you perhaps undo some of those assumptions. “When composites first came to aerospace, there was a term called black aluminum where you would see a composite manufacturer, make a part with features that were designed for aluminum manufacturing and be produced at sometimes a greater cost in a composite manufacturing method just because they’re recreating the legacy even though it wasn’t what was practical for the new manufacturing method.”

当一些新技术出现时,这一直是一件好事,有助于让你想到一些不同的事情,以许多方式改善它只是因为你以不同的想法。


提交:快速制作零件那播客那注塑成型•注塑成型组件
标记:ArrisComposites.

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