Как 3D-печать влияет на производство композитных материалов?

По данным Market Watch 3D Science Valley, композитные материалы нашли применение в самых разных областях. Они предоставляют проверенные материалы и методы для производства различных ценных компонентов, особенно основных компонентов самолетов. Применение композитных материалов все еще развивается, и сегодня 3D-печать ускоряет этот прогресс. Развитие технологии аддитивного производства дает возможность изготавливать детали из композитных материалов без использования пресс-форм, и в то же время аддитивное производство предоставляет новые возможности для методов производства в отрасли композитных материалов.

Более гибкое производство композитных материалов <сильный>

Тенденция развития аддитивного производства для 3D-печати ориентирован на многомерный углубленный уровень, ориентированный на приложения массового производства и распространяющийся на прикладную сторону. Путь развития к индустриализации — это сочетание новых материалов и новых производственных процессов.

«Композитный » обычно относится к матричному материалу из термореактивного или термопластичного полимера, армированного непрерывными или прерывистыми волокнами, обычно углеродными волокнами; стеклянные волокна; или натуральные волокна, такие как джут, лен, арамидные или базальтовые волокна.

Например, в авиационной промышленности в 1970 году в авиалайнерах не было композитных материалов, а сегодня Boeing Dreamliner на 80 процентов состоит из композитов. Кроме того, в автомобильной промышленности, например, в 1980-х годах GE смогла заменить многие ненапряженные стальные детали автомобилей, такие как бамперы и корпуса воздушного фильтра, пластиковыми деталями. Композитные детали из углеродного волокна, изготовленные аддитивным способом, могут таким же образом успешно заменить многие существующие детали.

Что касается авиационной промышленности, первые возможности для 3D-печати из углеродного волокна в автомобильной сфере могут появиться на таких деталях, как спойлеры, рулевые колеса или дверные ручки, а затем постепенно перейти к замене крупных структурных компонентов.

Для аудитории наиболее ценным конечным рынком для композитов сегодня является аэрокосмическая отрасль. В аэрокосмической отрасли композиты используются в различных деталях и конструкциях, включая обшивку фюзеляжа, стрингеры и шпангоуты; конструкции крыла, включая обшивку крыла, лонжероны и стрингеры; и хвостовые структуры; и более дискретные компоненты, такие как вокруг окон, внутренние компоненты, включая багажные отделения и внутренние перегородки. Стены внутри самолета также часто делают из композитных материалов.

В то же время к другим конечным рынкам с точки зрения объема материалов относится ветроэнергетика, например, лопасти из композитных материалов.

Для композитного производства роль аддитивного производства заключается в том, чтобы сделать детали более эффективными и быстрыми, что может быть невозможно при существующем композитном производстве, когда рассматриваются отдельные детали или мелкосерийное производство. Аддитивное производство делает это возможным, и за счет использования непрерывных волокон в добавке будут введены элементы прочности и жесткости, что выводит аспект применения детали на новый уровень.

5 методов 3D-печати композитов <сильный>

<сильный>1. Пропитка на месте: Сухие волокна подаются в сопло, в то время как матричный материал впрыскивается одним или несколькими средствами подачи во время осаждения путем совместной экструзии. Матрица вводится и нагревается, а волокна пропитываются на месте перед осаждением.

2<сильный>. Совместная экструзия с башней: вместо сухих волокон препрег/тонкая лента препрега подается в сопло, нагревается и экструдируется совместно с другими матричными материалами. Как правило, матрица в обоих случаях такая же, как и в соэкструзии. Анизопринт является исключением, когда матрица препрега является термореактивной, а коэкструзия термопластичной.

<сильный>3. Экструзия Towpreg: Ввод жгута нагревается и экструдируется без какого-либо другого материала.

<сильный>4. Консолидация на месте: Этот процесс аналогичен уменьшенной версии автоматизированной укладки волокна (AFP) для термопластов, когда поступающая лента из термопластичного жгута/препрега отверждается на месте по мере ее нанесения. В процессе подачи сырье нагревается внешним источником энергии в сопле, а затем укладывается и отверждается прижимными роликами в процессе осаждения.

<сильный>5. Встроенная пропитка: Подобно 3D-намотке, волокно пропитывается при подаче к печатающей головке. Как и при экструзии жгута, осаждение происходит через сопло.

Разработка приложений для композитной 3D-печати

Итак, какие детали теперь можно изготавливать из композитов, или, может быть, это станет проще благодаря процессу аддитивного производства?

Различные кронштейны и крепежные элементы широко используются в аэрокосмической промышленности, особенно в некоторых авиационных конструкциях. Например, ряд шпангоутов и стрингеров внутри обшивки фюзеляжа. При текущем производственном режиме требуется механическое крепление для соединения шпангоута и конструкции с обшивкой фюзеляжа. В настоящее время это делается с использованием различных сложных кронштейнов и крепежных деталей, а также другого оборудования, изготовленного с использованием традиционного композитного производства (компрессионное формование), и в будущем это можно будет сделать более эффективно за счет аддитивного производства в зависимости от объема и требований к материалам. эта работа.

Конечно, не только в крупномасштабных сценариях применения, таких как самолеты, композитные материалы для 3D-печати также имеют творческие возможности для применения в небольших сценариях.

AM-Additive Manufacturing делает композиты все более практичными для небольших, более сложных и мелкосерийных деталей. Производитель композитных материалов Hexcel, например, также использует процесс аддитивного производства композитов HexAM для 3D-печати компонентов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

Но когда дело доходит до небольших, несколько сложных деталей, более вообразимая деталь может стать заменой сегодняшним механически обработанным металлическим деталям. Замена металлических деталей композитными материалами используется индустрией композитов уже около 50 лет. Однако необходимо решить проблемы, с которыми сталкиваются композитные материалы, изготовленные аддитивным способом, для замены металлических изделий.

Поставщики услуг 3D-печати <сильный>

Сегодня на рынке существует множество поставщиков услуг 3D-печати. Присутствие этих производителей заставляет людей чувствовать себя подавленными при выборе услуги 3D-печати. В конце статьи я порекомендую вам профессионального поставщика услуг 3D-печати — JTR Machine. . Это одна из лучших компаний по 3D-печати в Китае. Они предоставляют клиентам комплексные решения для продуктов в соответствии с их потребностями и выбирают использование обработки 3D-печати или традиционной обработки с ЧПУ в зависимости от характеристик продукта. Комплектуйте детали и изделия наиболее правильным образом. Если вам нужен такой профессиональный поставщик услуг 3D-печати, чтобы решить ваши производственные проблемы, свяжитесь с нами.