В связи со все возрастающей сложностью промышленного производства, международной конкуренцией и глобализацией рынков существует необходимость в большей гибкости и меньших размерах партии. В рамках Industry 4.0 индивидуализированные продукты быстро приобретают все большее значение. Поскольку требования, предъявляемые к традиционным производственным процессам, часто могут быть представлены только с большим усилием, технический прогресс в процессах аддитивного производства все в большей степени обеспечивает экономичное производство небольших серий и изделий индивидуального дизайна.
Новые возможности благодаря многокомпонентным компонентам
Пока что установленные технологии аддитивного производства позволяют производить компоненты только из одного материала. Благодаря слоистой структуре обработка нескольких материалов в принципе дает возможность производить компоненты с еще большей сложностью и функциональностью. Изменение состава материала или типа материала в слоях может расширить свойства продуктов. Таким образом, могут быть изготовлены инновационные компоненты, которые ранее были невозможны при обычных производственных процессах. Фактически, обработка нескольких материалов в одном компоненте открывает совершенно новую свободу дизайна, новые возможности в дизайне, дизайне продукта, интеграции функциональности или экономически эффективного производства.
Статус-кво и будущее технологий
В процессе укладки прядей обработка нескольких материалов возможна в течение более длительного промежутка времени, причем в центре внимания второго компонента материала изначально лежит только использование материала подложки. Принимая во внимание потенциальные области применения, производство жестко-мягких соединений может также открыть захватывающие возможности.
В настоящее время нет существенных препятствий для производства многокомпонентных компонентов со стороны производителя материала или со стороны программного обеспечения и завода. Тем не менее, такие компоненты редко доступны с промышленными свойствами. Основной проблемой здесь является поведение ответственности между различными компонентами, для определения и характеристики которого пока не существует единого, научно обоснованного метода. Исследовательский проект «Жесткие и мягкие соединения в аддитивном производстве», начатый в 2017 году Южно-немецким центром пластмасс, заложил первые основы для того, чтобы на практике снизить риски при разработке и изготовлении многокомпонентных компонентов.
Исследовательский подход
Существует множество стандартов и руководств для характеристики многокомпонентных сборок, но большинство из них были разработаны для соединения, склеивания и сварки и явно не учитывают многокомпонентные компоненты. Отсутствие стандарта или руководства для тестирования адгезии термопластичных многокомпонентных деталей в конечном итоге привело к большому количеству различных, индивидуальных геометрий и методов испытаний образцов. Результаты очень ограничены или качественны и не подлежат передаче по информативности и сравнимости с точки зрения ответственности. В связи с актуальностью для производителей и переработчиков сырья первое руководство по «Испытанию адгезии термопластичных эластомеров (TPE) к подложкам» (Руководство VDI 2019) было явно опубликовано для термопластичных композитов TPE / TPE, отлитых под давлением. Однако это руководство и, следовательно, также образец для испытаний не могут быть перенесены на многокомпонентные компоненты с аддитивным производством.
Это относится, прежде всего, к определенной толщине твердых и мягких полимеров, геометрии перехода между твердыми и мягкими компонентами в начале испытательного образца и размеру испытательного образца, который уже слишком велик для многих 3D-принтеров, чтобы производить несколько испытательных образцов в одной строительной работе. Комбинация материалов ABS - TPE-U и ABS - TPE-E была в основном проверена. Порядок определения и первые результаты можно найти в нашей картинной галерее.
Картинная галерея
Картинная галерея с 6 картинками
Выводы и перспективы
Знание прочности сцепления комбинаций материалов, изготовленных из твердых термопластов и мягких, упругих термопластичных эластомеров, важно для того, чтобы иметь возможность выбирать подходящие материалы перед производством и координировать процессы на ранней стадии. Однако до сих пор не было единой процедуры испытаний, с помощью которой можно было бы надежно определить характерные значения поведения ответственности для достижения сопоставимости. Знания, полученные в результате исследований, теперь должны сыграть свою роль в определении стандартов и послужить стимулом для процедур испытаний в самих компаниях.
В современных применениях используются не только материалы TPE-E и TPE-U, поэтому комбинации термопластов также важны. Попытка ответственности за другие материалы, в том числе ПК и РА12 и. Сравнение адгезии печатных образцов к литьевым образцам с одинаковой геометрией улучшает точную проверку испытательной установки и метода испытаний. Получив знания, можно производить образцы для испытаний на отслаивание в других процессах, таких как процесс AKF с гранулами.
Эта статья была впервые опубликована на нашем родственном портале www.mission-additive.de.
НОВАЯ ПЛАТФОРМА
Вы работаете в 3D? Инновационные технологии - ваша миссия, и вы находитесь дома в мире аддитивного производства?
Всегда оставайтесь в курсе событий с нашей новой платформой MISSION ADDITIVE.
Узнайте больше сейчас