6-осевой непрерывный волоконный 3D-принтер Electroimpact, часть будущей многофункциональной производственной ячейки

Компания Electroimpact (Вашингтон, США) объединила внеавтоклавный (OOA) процесс автоматизированного размещения термопластических волокон на месте (AFP) и усовершенствованный процесс 3D-печати по производству плавленых волокон (FFF) в единую масштабируемую композиционную роботизированную добавку Система производства (SCRAM). SCRAM - это настоящий 6-осевой промышленный 3D-принтер, армированный непрерывными волокнами, который позволяет без инструментов быстро изготавливать интегрированные композитные конструкции аэрокосмического уровня. Высокоэффективные термопласты в сочетании с высоким процентом армирования непрерывными волокнами используются для производства деталей с исключительными свойствами материала, ранее неслыханными в мире аддитивного производства. Electroimpact утверждает, что этой технологии нет равных в отрасли.

«Настоящая 3D» печать

Большинство процессов 3D-печати точно описывается как «2.5D-печать», потому что материал последовательно откладывается в виде плоских срезов, которые затем складываются вместе, образуя 3D-объект. Однако процесс SCRAM можно рассматривать как «настоящую трехмерную» печать, поскольку слои армированного непрерывным волокном термопласта могут принимать форму сложных контуров, таких как аэродинамические поверхности и каналы для потока жидкости. Кроме того, поскольку это 6-осевой процесс, ориентация волокон в каждом слое может быть адаптирована к конкретному применению, чтобы обеспечить оптимальное распределение прочности и жесткости по всей детали, как в обычной системе AFP.

Инструменты, напечатанные по запросу

Каждая ячейка SCRAM оснащена не только системой печати из армированного термопласта - уменьшенной в масштабе и более производительной AFP с консолидацией на месте (ISC), но и системой быстрого изготовления инструмента, основанной на усовершенствованном процессе печати FFF. Обычная автоматическая укладка волокна требует значительных вложений в жесткие инструменты, которые являются негибкими, дорогими и требуют длительного времени. Напротив, SCRAM может просто напечатать вспомогательный инструмент по запросу, начиная с плоской пластины. Позже, после того как деталь будет напечатана, инструментальный материал растворяется, что позволяет быстро изменять дизайн. Это также позволяет создавать детали геометрии, такие как внутренние каналы, которые сложно или невозможно изготовить обычными средствами.

Система из нескольких материалов

В дополнение к процессу печати термопластом, армированным непрерывным волокном (AFP ISC) и процессу печати вспомогательного инструмента FFF, ячейки SCRAM также оснащены соплом FFF, оптимизированным для нанесения термопластического материала, армированного коротким или «рубленым» волокном. Включена запатентованная система лазерного нагрева, обеспечивающая исключительно прочные связи между слоями. Этот процесс идеально подходит для ситуаций, когда укладка непрерывного волокна геометрически невозможна или не имеет смысла по другим причинам.

Подобно процессу непрерывного волокна, это «настоящий 3D» процесс печати, когда слои не ограничиваются стопкой плоскостей. Сложные геометрические формы, такие как сердцевина переменной плотности и другие внутренние структуры, могут быть напечатаны непосредственно на непрерывных армированных волокном слоях с сильно изменяющейся кривизной. При желании, непрерывные армированные волокном слои затем могут быть нанесены поверх структуры сердцевины, армированной рубленым волокном, образуя верхнюю оболочку. Примеры материалов включают:

• Термопласты семейства PAEK (полиарилкетоновые) (PEEK, PEKK и др.)
• Нейлон и другие низкотемпературные термопласты (PA12, ABS и т. д.)
• Водорастворимые термопласты
• Углеродное волокно
• Стекловолокно
• борное волокно.

Конфигурация ячейки SCRAM

В системе SCRAM от Electroimpact используется контроллер Siemens 840D с ЧПУ и 6-осевой робот с запатентованным пакетом Accurate Robot, включая непрерывную 6-ю ось робота для прохода через инженерные сети с неограниченным вращением. Интерфейс смены инструмента позволяет легко поднимать и опускать концевые эффекторы, включая концевой эффектор для осаждения из разных материалов.

Ячейка включает в себя нагретую платформу для сборки с вращающейся горячей пластиной и размещена в нагретой камере для сборки для контроля теплового расширения и усадки. SCRAM также стандартно поставляется с купоном и калибровочным стендом, программным пакетом для программирования CAM-деталей и обучением для операторов, механиков и программистов.

Дополнительные функции включают:

• Высокопроизводительный концевой эффектор для экструзии пластиковых гранул для быстрой отсадки больших опорных инструментов из недорогого сырья;
• Концевой эффектор для субтрактивной обработки для обрезки деталей и обработки поверхностей вспомогательного инструмента для оптимальной чистовой обработки и точности;
• Частично многоразовая система опорных инструментов, включающая водорастворимый временный слой для небольших производственных циклов.

Об электроударе

Electroimpact - опытный поставщик средств автоматизации производства и оснастки для аэрокосмической промышленности. Компания - рай для инженеров, которые вертикально отвечают за всю работу от концепции до принятия клиента с минимальной бюрократией. Их проекты включают в себя комплексные системы автоматизации для крыльев коммерческих самолетов, системы AFP (автоматическое размещение волокон), высокоточные роботизированные сверлильные и крепежные станки, клепальные машины для сборки панелей крыла и фюзеляжа, а также космических аппаратов и оборудования для обработки спутников.