Cincinnati Inc. демонстрирует крупномасштабную 3D-печать из рециклированных композитных материалов с технологией BAAM

Cincinnati Inc. (CI, Харрисон, Огайо, США) объявила, что использовала свою машину Big Area Additive Manufacturing (BAAM) для демонстрации того, что рециклированные материалы могут использоваться для 3D-печати, производя, что компания называет одним из крупнейших монолитных многослойных объектов на сегодняшний день. Демонстрация успешно доказала, что крупномасштабная многослойная печать может быть выполнена эффективно и экономично с рециклированными композитными материалами.

Крупномасштабная многослойная печать была достигнута путем модификации BAAM и включения нового дизайна экструдера, вмещающего систему двойной подачи.

В течение последних нескольких лет CI сотрудничала с Национальной лабораторией Oak Ridge (ORNL, Ноксвилл, Теннесси, США) Министерства энергетики США (DOE) для непрерывного улучшения и разработки BAAM. Первоначальные исследования фокусировались на крупномасштабной печати однопродуктовых систем, обычно коротковолокнисто-усиленных полимеров.

«Цель данного конкретного исследования была продемонстрировать печать многослойного композитного инструмента с переходами, превышающую 10 футов в длину, содержащую рециклированный материал и напечатанную без ручного вмешательства», — говорит Алекс Ристенберг, менеджер по продукту аддитивного производства CI.

Деталь, выбранная для этой демонстрации, была одним фасетом инструмента для прессованного бетона, используемого в производстве коммерческих оконных панелей для небоскреба в Нью-Йорке. Форма весила примерно 400 фунтов, с длиной 10 футов 10 дюймов. Время печати составило примерно семь часов.

«Исследования показали, что использование множественных материалов внутри структуры позволяет достичь новых механических откликов и многофункциональности — таких как легкие структуры с адаптированными механическими свойствами, мягкие и жесткие сегменты внутри детали и удароустойчивые структуры», — говорит ученый по материалам ORNL Видья Кишор.

Два материала, использованные в сборке, были смесь, содержащая 100% рециклированный CF/ABS и стандартный CF/ABS и ABS Синтактическая пена.

Помимо экологических преимуществ использования рециклированных материалов, Cincinnati Inc. говорит, что преимущества многослойной экструзии включают включение печати проводимых цепей для умных структур, легкие ядерные структуры, более низкие затраты на оснастку, более легкое удаление поддерживающего материала, локальное усиление определенных областей, возможность использования разных материалов в разных элементах компонента и даже изменение цвета детали.

Ключом к достижению вышеуказанных целей была BAAM многослойная система, разработанная в сочетании с ORNL. Большая двухматериальная термопластиковая экструзионная система, как сообщается, позволяет пользователю печатать с множеством разных материалов в одной сборке, используя только один экструдер.

«Источник материала, подаваемого в экструдер, переключается на лету в определенные моменты во время печати путем скольжения двух материальных портов взад и вперед над входом в экструдер», — говорит Ристенберг. «Система также включает смеситель материалов вне рамы машины, который может смешивать конкретные количества разных материалов и наполнителей на лету для конкретных пользовательских классов материалов».

Ристенберг объясняет, что комбинация механизма переключения подачи материала и смесителя материалов дает пользователям возможность печатать с несколькими разными типами материалов и комбинациями материалов в одной сборке, вместо двух.

«BAAM с обновлением многослойной системы — единственная машина, которая сейчас может это делать, и это отличает нас от конкурентов», — говорит Ристенберг. «С поддержкой научных исследований офиса передовых производств DOE и ORNL мы смогли достичь этой производственной вехи».