9T Labs поднимает аддитивное производство на новый уровень для передовых медицинских и авиационных применений

9T Labs (Цюрих, Швейцария) производит серию Red Additive Fusion Technology (AFT) для изготовления деталей из полимеров с непрерывным волокном. Система включает три компонента: ПО для дизайна Fibrify, 3D-принтер Build Module и модуль Fusion для консолидации напечатанной детали. Объем печати Red Series — 350 × 270 × 250 мм, материалы: углеродное волокно/PEKK и углеродное волокно/PA12 с 60% объемной долей волокна (FVF).

9T Labs недавно раскрыла детали двух завершенных исследований по замене существующих металлических деталей. Один — авиационный шарнир, другой — хирургический инструмент, называемый aiming arm (рука прицеливания).

Шарнир сейчас изготавливается из стали: вертикальная пластина на базовой пластине с четырьмя отверстиями для крепежей. Исследование оценило топологическую оптимизацию и редизайн, мульти-боди стратегию, стратегию армирования, снижение веса и анализ стоимости. Топологическая оптимизация привела к оптимизированному редизайну, за которым последовала разработка производственной стратегии. Решение: изготовить шарнир частями — вертикальную пластину и двухкомпонентную базовую пластину — и соединить их при консолидации в процессе «fusion». ПО Fibrify руководило разработкой стратегии укладки волокна для каждой компоненты, включающей несколько вариантов укладки. Материал: комбинация чистого PEKK (35%) и углерод/PEKK (65%). Объем детали 18,3 см³; вес 27 г — экономия 78% против стальной версии. Анализ производственной стоимости 9T Labs (инструменты, материал, оборудование, труд) показал, что композитная замена будет стоить на 50% дешевле штатной стальной детали.

Хирургическая рука прицеливания — T-образное устройство из алюминиевого сплава с множеством отверстий для выравнивания хирургических инструментов при операции. Переживает скромные механические нагрузки, но проходит множественные циклы стерилизации и должна сохранять отличную размерную точность. Рентгенопрозрачность также критична. Стратегия укладки фокусировалась на надежных внешних поверхностях и размерной стабильности отверстий, достигнута прямой интерконнекцией отверстий через укладку волокна. Финальный дизайн: 90 аддитивно напечатанных слоев для сквозной толщины 20 мм. Материалы: чистый PEKK (60%) и углерод/PEKK (40%). Объем 62,5 см³; вес 88 г — экономия веса 48% против алюминиевой версии. Анализ производственной стоимости (тот же метод) показал потенциальную экономию до 68%.