Desktop Metal представляет настольный 3D-принтер с непрерывным волокном для инженеров

Новый игрок на рынке композитов

Desktop Metal (Берлингтон, Массачусетсы, США), специализирующаяся на металлической 3D-печати, входит в сегмент композитов. Миссия: «сделать 3D-печать доступной для всех инженеров, дизайнеров и производителей». Уже два продукта: офисная Studio System и промышленная Production System (до 12 000 см³/ч). Теперь — первый в мире настоящий настольный принтер с непрерывным волокном.

«Приносим непрерывное волокно на стол каждого инженера», — Рик Фулоп, CEO.

Технология на основе тиг (tapes)

Принтер Fiber использует технологию автоматической укладки волокна (AFP — Automated Fiber Placement) для производства высококачественных термопластичных композитов с непрерывным волокном. Используются те же уд-направленные (UD) тиги, что и в коммерческих препрегах — доступ к существующей цепочке поставок и растущему рынку UD-тиг.

Суть: AFP масштабирован до настольного формата. Название проекта — Micro AFP Kinematic Extrusion (Make). Приобретена стартап-компания Make Composites Inc. (Бостон), основатель Костантине Фетфацидис — теперь вице-президент по композитам Desktop Metal.

Проблема малых деталей

Для деталей <20 кг (9 кг) до сих пор используют ручную укладку — трудоёмко, дорогое оснащение, долго. Автоматизация малых деталей либо не давала качества ручной укладки, либо не была настольной. 3D-печать композитов: часто проприетарные материалы, низкое волокнистое наполнение, высокая пористость.

«Нет комплексного решения для настольного уровня с привычными высокопроизводительными материалами — до сейчас», — Фулоп. «Соединяем преимущества 3D-печати с квалифицированными непрерывными волокнами».

Конструкция принтера Fiber

• Модульная система смены инструментов (оффис/производство).
• Головка Micro AFP для укладки тиг + головка FFF (плавление нити) — парковка и переключение.
• Объём печати: 320×240×270 мм.
• Непрерывное волокно по всей детали, пористость <5% (PA6), <1% (PEEK/PEKK).
• Управляемая укладка тиг для сложных форм и нагруженных зон.
• Термопластики → нет автоклава, нет морозильника для хранения.

Материалы

Стартовые тиги (ширина 3 мм, 12K волокон, проприетарные катушки):

• PA6 (полиамид-6) с углеродным/стекловолокном.
• PEEK и PEKK с углеродным волокном.

Процесс: тига подаётся в головку, бесконтактный нагреватель плавит термопласт, валик компактирует тигу к подложке, нож режет тигу в конце прохода. Волокнистое наполнение до 60% (углерод). Качество выше, чем у экструзионных принтеров с 1K-нитью, стоимость в 10+ раз ниже на литр.

Примеры применений

• CNC-приспособление: экстремальная жёсткость, удерживает заготовки при обработке. Укладка тиг в зонах высоких нагрузок. PEEK для высоких температур.
• Камера-маунт: жёстче и легче, быстрая итерация дизайна.
• Ш라운드-держак (shroud load holder): изготовление за часы вместо недель, снижение затрат 95%. Высокое износоустойчивость.
• ESD-энд-эффектор для PCB: карбонистое PA6 с антистатикой, жёсткое, лёгкое.

Доступность: подписочная модель

Системы с непрерывным термопластиком обычно стоят $1 млн+. Fiber — по подписке:

• Fiber HT (high-temp): PEEK/PEKK, пористость <1%, волокно 60%, UL 94-V0, до 250°C, ESD. От $5,495/год.
• Fiber LT (low-temp): PA6, пористость <5%, ESD, немаркирующая поверхность. От $3,495/год.

«Хотим, чтобы система стояла на столе дома или в офисе и печатала PEEK с непрерывным волокном», — Фетфацидис. «За пару тысяч долларов в год — те же материалы, что в промышленном AFP».

Демонстрация на Formnext 2019 (Франкфурт, 19–22 ноя).