211service.com
Czy drukowanie 3D jest kluczem do tanich części z włókna węglowego?
Pewnego dnia włókno węglowe może sprostać swojej popularności i sprawić, że wszystkie nasze samochody i samoloty będą lżejsze i wydajniejsze. Dziś jednak części wykonane z tego materiału są bardzo drogie i używane są głównie w samochodach wyścigowych, luksusowych samochodach sportowych i nowych odrzutowcach. Niektórzy przedsiębiorcy obstawiają teraz, że kluczem do znacznie tańszych i szerzej stosowanych części z włókna węglowego jest technologia druku 3D.
Trzy obiekty, wykonane przez MarkForged, pokazują różne punkty w procesie drukowania. Gotowa część jest elementem spojlera samochodu wyścigowego.
Drukarka Mark One nakłada warstwy polimeru i włókna węglowego.
Korzyści płynące z włókna węglowego są tak ogromne — wykonane z niego części mogą być tak wytrzymałe jak aluminiowe, a jednocześnie mniej ważą — że każdy, kogo na to stać, używa go już w zastosowaniach lotniczych i motoryzacyjnych — mówi Greg Mark, dyrektor generalny i założyciel Cambridge. , startup z Massachusetts MarkForged . Ale jest to zbyt drogie dla głównego nurtu, a głównym powodem tego jest sposób, w jaki jest wykonany: skomplikowany, pracochłonny i czasochłonny proces z wieloma krokami, które należy wykonać ręcznie (patrz Gdzie jest niedrogi samochód z włókna węglowego? ) . Mark mówi, że nowy proces opracowany przez jego firmę jest tak prosty, jak zaprojektowanie części na komputerze, naciśnięcie przycisku i pobranie części kilka godzin później.
U góry: samochodowy wlot zimnego powietrza wyprodukowany przez Impossible Objects.
Na dole: śmigło drona wykonane w procesie, w którym opracowano Impossible Objects.
Możliwość drukowania części z włókna węglowego sprawi, że drukowanie 3D będzie o wiele bardziej przydatne w wielu branżach, twierdzi Robert Swartz, prezes, założyciel i dyrektor ds. technologii w startupie z Chicago Przedmioty niemożliwe . Większość plastikowych części wykonanych przy użyciu istniejących technologii druku 3D nie działa wystarczająco dobrze, aby można je było zastosować, powiedzmy, w dronie. Swartz mówi, że istnieje realna potrzeba funkcjonalności, a to wymaga lepszych materiałów.
Technicznie części z włókna węglowego są wykonane z materiałów kompozytowych, które powstają poprzez precyzyjne połączenie włókna węglowego z polimerem. Wykonanie kompozytu z włókna węglowego za pomocą drukarki 3D jest trudne, ponieważ włókno węglowe nie sprzyja konwencjonalnym głowicom drukującym. (Jak to ujął Mark, materiał zatyka ich piekielnie.)
MarkForged rozwiązał ten problem, wymyślając zupełnie nowy materiał prekursorowy, który można drukować za pomocą zastrzeżonej głowicy drukującej. Pierwszy produkt firmy, drukarka Mark One, która kosztuje 5499 USD, zawiera nową głowicę drukującą, a także drugą, bardziej tradycyjną, która wytłacza polimer termoplastyczny. Każda warstwa drukowanej części zawiera określoną kombinację termoplastu i włókna węglowego.
Impossible Objects opracowało proces, który pozwala uniknąć konieczności drukowania włókna węglowego. Zamiast tego zaczyna się od arkuszy włókna węglowego. Na wierzchu każdego arkusza drukarka atramentowa umieszcza przejrzyste rozwiązanie w precyzyjnym projekcie, zgodnie z cyfrowymi instrukcjami. Dodawany jest proszek polimerowy, który przykleja się do nadruku. Arkusze są układane w stos i podgrzewane, co powoduje stopienie polimeru i związanie go z włóknem. Ostatni etap piaskowania usuwa części arkuszy włókien, które nie są związane z polimerem. Impossible Objects produkuje części na zamówienie i opracowuje maszynę, którą mogłaby sprzedawać firmom, które chcą wykorzystać ten proces do wytwarzania własnych części.
Impossible Objects wykorzystuje atramentową głowicę drukującą do drukowania projektów na arkuszach z włókna węglowego.
Piaskowanie usuwa nadmiar włókna węglowego.