Роботизированные мегапринтеры приближают эру аддитивного производства
Роботизированные мегапринтеры приближают эру аддитивного производства

Трехмерная печать предоставляет машиностроителям свободу, которая не доступна им при использовании традиционных производственных методов, в частности, литья под давлением


09:41 30.08.2016   |  Лукас Мериан |  Computerworld, США

Рубрика Технологии |   9253 прочтения



Два прототипа 3D-принтеров Stratasys предназначены для изготовления крупных изделий и могут использовать композитные материалы, в том числе углеродное волокно.

 

Компания Stratasys представила два промышленных 3D-принтера, позволяющих создавать объекты фактически любого размера с использованием легкого и прочного углеродного волокна.

Принтеры разрабатывались для удовлетворения потребностей аэрокосмической, автомобильной и других отраслей и обеспечивают создание завершенных компонентов с заданными механическими свойствами.

Коммерческие поставки новых принтеров пока не осуществляются, но Stratasys совместно с Ford Motor и Boeing разрабатывает для них новые приложения.

Две новые модели называются Infinite-Build 3D Demonstrator и Robotic Composite 3D Demonstrator.

Поскольку оба принтера используют «нарезной» или «червячный» экструдер, с их помощью можно выполнять печать композитными материалами (такими как углеродное волокно), которые не подвергаются такому сжатию и деформации, как термопластик. Обычные 3D-принтеры с послойным наплавлением (fused deposition modeling, FDM) осуществляют подачу полимерного филамента через пару роликов или шестерен и выпускают его слой за слоем через нагретый экструдер. Червячный экструдер выдувает филамент через головку, благодаря чему давление, которое необходимо для выброса композитного материала, усиливается.

Robotic Composite 3D Demonstrator
Восьмиосный роботизированный принтер Robotic Composite 3D Demonstrator позволяет выполнять самые точные операции фактически под любым углом

Устройство Stratays Infinite-Build 3D Demonstrator использует для создания распечатанных объектов горизонтальную платформу вместо традиционной вертикальной. Перемещая платформу в горизонтальном направлении, машина отводит новые слои в сторону, благодаря чему область проектирования фактически ограничена лишь пространством, имеющимся в распоряжении производителя.

«Это позволяет нам создавать гораздо более крупные изделия и облегчает сборку», – указала Эллен Ли, технический руководитель лаборатории Ford, занимающейся исследованиями в области аддитивного производства.

Трехмерная печать предоставляет Ford свободу, которую компания не может получить при использовании традиционных производственных методов, в частности, литья под давлением. При таком литье деталь автомобиля зачастую состоит из множества более мелких компонентов, которые приходится соединять друг с другом, что приводит к уменьшению прочности и увеличению веса.

«Увеличивая площадь печати, мы можем объединить несколько крупных изделий в одно», – пояснила Ли.

«Изготавливаемые нами компоненты измеряются уже в футах, а не в дюймах», – добавил президент Stratasys Americas Ричард Гаррити.

Важную роль в определении требований и спецификаций созданных прототипов сыграл гигант аэрококосмической отрасли Boeing.

В настоящее время в Boeing испытывают Infinite-Build 3D Demonstrator, изучая возможности производства облегченных изделий в малых объемах.

«Аддитивное производство открывает перед нами и нашими клиентами потрясающие возможности, и еще десять лет назад мы приняли стратегическое решение об усилении сотрудничества с компанией Stratasys в этом направлении, – указал президент Boeing Phantom Works Деррил Дэвис. – Мы постоянно ищем пути уменьшения стоимости и веса аэрокосмической техники, а также ускорения создания прототипов и тестирования новых инструментов и продуктов, чтобы быстрее сделать их доступными для клиентов».

«Меняя ориентацию 3D-принтера FDM, мы не только открываем возможность увеличения размеров изделий, но и обеспечиваем 10-кратное ускорение производства по сравнению с традиционной технологией FDM». – пояснил Гаррити.

Еще одна новая машина Stratasys, Robotic Composite 3D Demonstrator, использует экструдер, закрепленный на конце роботизированной руки, которая может менять свое положение по пяти осям. Устройство оснащено управляемой роботом платформой печати, которая перемещается по трем осям. Получаемый в результате восьмиосный роботизированный принтер позволяет выполнять самые точные операции фактически под любым углом, снижая тем самым потребность в поддерживающих материалах, использование которых существенно замедляет производство трехмерных компонентов.

Подобно настольному 3D-принтеру, новый Robotic Composite 3D Demonstrator использует модель FDM. Слои полимеров, из которых состоит объект, выбрасываются из нагретого экструдера. После завершения выполнения всех основных операций в работу включается вторая головка экструдера меньшего размера, с помощью которой создаются мелкие детали.

Главным преимуществом 3D-принтера Robotic является его способность печатать на уже наплавленных слоях, придавая тем самым изделию дополнительную прочность. Традиционные вертикальные 3D-принтеры FDM выстраивают объект с использованием процесса, который формирует ребра. А ребра эти легко ломаются. Многоосная печать позволяет перемещать композитные материалы вправо, влево, вверх, вниз и по диагонали, увеличивая тем самым прочность.

«Композитное производство сопряжено с весьма трудоемкими процедурами и геометрическими ограничениями, – поясняют в Stratasys. – Модель Robotic Composite 3D Demonstrator… помогает по-новому взглянуть на перспективы процесса изготовления облегченных компонентов и понять, каким образом можно ускорить производство компонентов из широкого спектра материалов».


Теги: Робототехника 3D-принтеры Аддитивное производство Stratasys Ford

На ту же тему: