我们已经看到各种各样的3D打印创新来自欧洲最大的应用型研究机构弗劳恩霍夫研究机构,这些研究机构从大型SLM 3D打印和实时自动3D扫描系统到粉末喷射解决了各种问题, 激光金属沉积印刷。
最新产品来自弗劳恩霍夫生产工程与自动化研究所(IPA) - 研究人员提出了一种新的制造工艺,结合了3D打印和注塑成型技术的最佳优势,他们将其称为添加剂自由形态铸造。 研究人员最近在一个初步研究项目中完成了他们新方法的可行性研究,并成功制作了几种不同的原型。
到目前为止,我们知道3D打印所能提供的许多优势 - 比用于制作原型,定制产品和小系列的注塑成本更快,更便宜,而且该技术还可以创建集成功能和复杂结构。
但是,我们也知道这项技术并非完全没有缺点。
一种更受欢迎的增材制造方法是基于挤出的3D打印(例如FFF / FDM),其使用喷嘴将打印材料放置成平行的丝束。这听起来很容易,但这个过程有时会导致焊缝和孔隙问题。
“在铸造过程中,材料不是'充满'的,”Fraunhofer IPA专家Jonas Fischer解释说。 “结果,部件的机械性能更差。”
对于大型3D打印组件也可能需要相当长的时间才能完全建立起来,并且在聚合物方面,只有热塑性材料可以用FFF工艺进行处理 - 不可能打印热固性材料,其可以仅熔融并且形成一次,一旦凝固就保持固体。
Fraunhofer IPA的研究人员力求最大限度地减少这些问题,并使用新型材料进行印刷,使用添加剂自由形态铸造,节省时间并提高稳定性。首先,他们用水溶性塑料聚乙酸乙烯酯(PVA)打印出组件的外壳。
然后使用精确量的环氧树脂或聚氨酯自动填充信封;后者只需三分钟即可晾干。据Fraunhofer IPA称,只有在此之后,该部件才能“以相同的原则随意高度延伸”。
一旦组件已经固化,然后将模具在水浴中移除,产生3D打印件,其具有与注射成型产生的物体不同的性质。
研究人员在他们的3D打印机上安装了一种专用于双组分材料的计量单元,以便将填充材料正确地倒入壳体。这使得一次完成整个过程成为可能 - 无需中断。此外,它可以完全数字化,并可与树脂和耐热热固树脂配合使用,而且工艺速度也更快。
费舍尔在翻译的报价中说,“你只需要打印信封,剩下的就是重力。”
使用添加剂自由形态铸件制造的部件要稳定得多,因为模具完全充满材料,不留空泡,并且在需要较小数量的复杂部件时也可以减轻重量。
弗劳恩霍夫IPA的新型添加剂自由形态铸造方法也适用于多种行业和应用。
菲舍尔在一份翻译报价中称:“可以用它来制造插座等电气绝缘部件。 “该过程也适用于安全元件所需的泡沫和室内装潢。”
研究人员现在正在寻找行业合作伙伴,以帮助未来的系列成熟过程的开发,以及对不同行业领域有想法的公司可以使用热固应用。 Fraunhofer IPA也需要材料制造商,他们可以与研究人员合作改善双组分夹具的性能。
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