3D-печать Процессы 3D-печати еще не используются в прямом производстве в зависимости от их потенциала. До сих пор изделия должны были быть переработаны и иметь плохие механические свойства. «Технологии аддитивного производства, такие как экструзионная 3D-печать, могут быть неотъемлемой частью цифровой промышленной революции, но в настоящее время они в основном используются для производства прототипов. В нашем исследовательском проекте мы опираемся на многоосный процесс печати вместо трех ранее использованных осей и разработали совершенно новые производственные стратегии », - объясняет профессор доктор. Ульф Мюллер, руководитель лаборатории производственных систем в TH Cologne.
Свободно перемещайте объект вокруг печатающей головки
При трехосной печати заготовка фиксируется, а печатающая головка наносит расплавленный пластик слоями снизу вверх. В новом процессе заготовка управляется шарнирным манипулятором с шестью осями, печатающая головка также может менять свое положение на другой оси. «Благодаря возможности свободно перемещать объект вокруг печатающей головки, мы сводим к минимуму ограничения, на которые до сих пор распространялась 3D-печать», - говорит Мюллер.
Картинная галерея
Трудности процедуры, используемой до сих пор
Обычная 3D-печать требует так называемых опорных структур для стабилизации свободно плавающих элементов компонента, пока расплавленный пластик не затвердеет. Затем они должны быть удалены механически или химически и не могут быть переработаны. Это приводит к высоким затратам из-за дополнительного материала, увеличения времени обработки и дополнительных рабочих этапов. Кроме того, объект до сих пор создавался в 3D-печати путем размещения пластиковых листов горизонтально друг над другом. Они не рассчитаны в соответствии с нагрузками, которым впоследствии подвергается объект. Поэтому в крайних случаях конструкции могут выйти из строя во время использования.
Экономия времени до 80 процентов
«Основным преимуществом нашего подхода является то, что мы больше не ограничиваемся построением тела только снизу вверх. Вместо этого мы всегда добавляем материал там, где это наиболее целесообразно в соответствии со стратегией производства », - говорит Мюллер. Поэтому объект может быть изготовлен таким образом, что нависающие конструкции всегда поддерживаются самой заготовкой. Вспомогательные структуры в основном не нужны. В тестах метод достиг экономии времени до 80 процентов.
Новая гибкость также позволяет точно выровнять пластиковые листы в соответствии с более поздними направлениями нагрузки и возникающими в результате напряжениями внутренних компонентов. Например, внутреннее ядро сначала полностью создается, а затем внешний слой наносится в соответствии с напряжением. Компоненты, которые особенно напряжены, могут быть усилены несколькими слоями, смещенными на 90 градусов, что делает их более прочными, когда объект изгибается или изгибается во время использования. В лабораторных экспериментах это увеличивало прочность до 28 процентов.
Исследовательский проект «Многоосная 3D-печать» финансировался Центральной инновационной программой для малых и средних предприятий (ZIM) Федерального министерства экономики и энергетики. (Ага)