近日,弗劳恩霍夫机床和成形技术研究所的研究人员现已开发出螺杆挤出添加剂制造工艺(SEAM),该系统工艺比传统3D打印快8倍。
与传统工艺相比,SEAM可以将塑料部件的添加剂制造加速八倍。通过将3D打印与机床的运动系统相结合,该过程实现了这种超快的生产速度。
该实验部件是CFRP钣金和3D打印结构的混合体 - SEAM使得首次在注塑成型部件或钣金上进行印刷成为可能。
在展会上经常使用3D打印机逐层地熔化的塑料制造小型纪念品。制作口袋大小的纪念品可能需要一个小时。这样的速度对于汽车工业所要求的大规模生产组件来说太慢了。
位于开姆尼茨的弗劳恩霍夫机床和成形技术研究所的IWU系统正在将3D打印提升到一个新的水平:该系统的高速技术仅需18分钟即可生产出30厘米高的塑料部件。
Fraunhofer IWU的一组研究人员开发了这种技术,用于大批量弹性塑料部件的增材制造。工具制造商以及汽车和航空航天工业受益于创新的3D打印机,处理速度提高了八倍。
SEAM如何实现这些高速工艺?
“通过将机床技术与3D打印相结合,”Fraunhofer IWU的科学家Martin Kausch博士说。为了加工塑料,研究人员使用一种特殊设计的装置,将原材料熔化并以高输出率喷射。该单元安装在一个安装平台上方,该平台可通过机床的运动系统在六个轴上旋转。“到目前为止,这种组合是独一无二的,”Kausch博士说。
热塑料在构造平台上分层沉积。机器的运动系统确保结构面板在喷嘴下方滑动,使得产生先前编程的部件形状。工作台可以在X,Y和Z轴上以每秒一米的速度移动,也可以倾斜最多45度。“这使我们的打印速度比传统工艺快8倍,极大地缩短了塑料部件的生产时间。”
每小时,最多7公斤的塑料被挤压通过直径为1毫米的热喷嘴。可比较的3D打印过程,例如熔融沉积建模(FDM)或熔融长丝建模(FLM),通常每小时仅能达到50克塑料。一个独特的特点是,不像昂贵的FLM长丝,SEAM自由流动,经济实惠的标准塑料颗粒加工成几米大的弹性纤维增强部件。该方法将使材料成本减少两百倍。
SEAM允许研究人员实现复杂的几何形状而无需支撑结构。重点是新系统甚至可以在现有注塑成型部件上进行印刷。
“由于我们的施工平台可以旋转,我们可以在具有单独移动的Z轴的弯曲结构上进行打印,”Kausch说。“在测试中,我们能够加工各种塑料。它们的范围从热塑性弹性体到含有50%碳纤维含量的高性能塑料。因为这些塑料是与工业特别相关的材料,所以不能用传统的3D打印机加工。“