Для производства волокнистых композитов, так называемых композитов, волокна внедряются в формующий матричный материал. Однако в обычных процедурах все еще есть недостатки. С одной стороны, композиты не могут быть обработаны обычными способами аддитивного производства, с другой стороны, еще есть возможности для улучшения стабильности компонентов. В обоих случаях может помочь 3D-принтер Fraunhofer IPA 3D.
Больше стабильности благодаря оптимальному дизайну волокна
Как правило, для максимально возможной стабильности в заготовке волокна должны быть уложены в направлении силовых потоков при изготовлении FRP. Обычные процессы, такие как инжекция смолы или ламинирование, здесь быстро достигают своего предела. «Поскольку вы в основном ограничены ориентацией волокон в полуфабрикатах, вам нужно идти на компромиссы в прочности», - критикует Йонас Фишер, ученый из Fraunhofer IPA. 3D-волоконный принтер, с другой стороны, оснащен соплом нового типа, которое интегрирует непрерывные волокна непосредственно в пластиковую прядь во время печати. «Поскольку мы впервые можем печатать композиты, мы открываем новую главу в области аддитивного облегченного конструирования», - говорит Фишер.
Для большей стабильности и гибкости эксперты установили сопло на печатающей головке робота. В отличие от традиционных процессов трехмерного производства, которые связаны с многоуровневой структурой конструкции посредством 3-осевой системы, 6-осевой робот может свободно строить конструкции в пространстве. Это «Изготовление свободного пространства (FSF)» дорабатывается на Fraunhofer IPA в сочетании с 3D волоконным принтером. Расширенная свобода производства позволяет оптимально размещать волокна в заготовке в соответствии с потоками силы.
Поскольку в волокнистом материале вместо непрерывных волокон используются непрерывные волокна, компоненту придается дополнительная стабильность. «По сравнению с пластмассами, используемыми сегодня в аддитивном производстве, волокнистые композитные материалы могут достигать в десять раз большей прочности», - говорит Фишер. Кроме того, технология может быть использована для значительного расширения ассортимента материалов, подходящих для 3D-печати. Согласно Фишеру, все термопластичные материалы, которые можно расплавить с помощью насадки и комбинации с многочисленными волокнами, например, Б. стекло, арамид или карбон. Также возможна переработка пластмасс на основе био и натуральных волокон.
Технологии должны быть доступны для МСП
Эксперты IPA уже выпустили 3D-принтер для печати на внутренних материалах. Однако, чтобы сделать его доступным для промышленности, его все еще необходимо развивать. Теперь это должно быть сделано в совместных проектах с сетью 3D-CP. (Qui)
Formnext 2016: Зал 3.1, Стенд E60
Файлы статей и ссылки на статьи
Ссылка: Больше новостей о 3D печати
Ссылка: Больше новостей о композитных материалах