Electroimpact 的 6 轴连续纤维 3D 打印机，未来多功能制造单元的一部分

Electroimpact（美国华盛顿州）已将高压釜外 (OOA) 原位固结热塑性自动纤维铺放 (AFP) 工艺和先进的熔丝制造 (FFF) 3D 打印工艺集成到统一的可扩展复合机器人添加剂中制造（SCRAM）系统。 SCRAM 是真正的 6 轴工业连续纤维增强 3D 打印机，可实现航空级集成复合结构的免工具快速制造。高性能热塑性塑料与高比例的连续纤维增强材料相结合，用于生产具有增材制造领域前所未有的卓越材料特性的部件。 Electroimpact 称该技术在业内无人能及。

“真正的 3D”打印

大多数 3D 打印过程被准确地描述为“2.5D”打印，因为材料连续沉积在平面切片中，然后堆叠在一起以形成 3D 对象。然而，SCRAM 工艺可以被视为“真正的 3D”打印，因为连续纤维增强热塑性塑料层可以采用复杂的轮廓形状，例如空气动力学表面和流体流动管道。此外，因为它是一个 6 轴工艺，每层内的纤维取向可以根据特定应用进行定制，以提供整个零件的最佳强度和刚度分布，就像传统的 AFP 系统一样。

按需打印工具

每个 SCRAM 单元不仅配备了一个增强型热塑性印刷系统——一个按比例缩小、更灵巧的 AFP 与原位固结 (ISC)——而且还配备了一个基于先进 FFF 印刷工艺的快速工具制造系统。传统的自动纤维铺层需要大量投资硬工具，这些工具不灵活、昂贵且需要很长的交货时间。相比之下，SCRAM 可以简单地按需打印支持工具，从一个平板开始。之后，在零件完成打印后，工具材料会被溶解掉，从而实现快速设计迭代。它还允许创建零件几何形状，例如通过传统方法难以或不可能生产的内部通道。

多材料系统

除了连续纤维增强热塑性塑料印刷工艺 (AFP ISC) 和 FFF 支持工具印刷工艺之外，SCRAM 单元还配备了 FFF 喷嘴，该喷嘴针对沉积用短纤维或“短切”纤维增强的热塑性材料进行了优化。结合了专有的激光加热系统，在层之间产生异常牢固的结合。此过程非常适用于在几何上无法铺设连续纤维或在其他方面没有意义的情况。

与连续纤维工艺一样，这是一种“真正的 3D”打印工艺，其中的层不受限于一堆平面。复杂的几何形状，例如可变密度的核心和其他内部结构，可以直接打印到曲率变化很大的连续纤维增强层上。如果需要，然后可以将连续纤维增强层沉积在短切纤维增强芯结构的顶部，形成上表层。示例材料包括：

• PAEK（聚芳酮）系列热塑性塑料（PEEK、PEKK 等）
• 尼龙和其他低温热塑性塑料（PA12、ABS 等）
• 水溶性热塑性塑料
• 碳纤维
• 玻璃纤维
• 硼纤维。

SCRAM 单元配置

Electroimpact 的 SCRAM 系统使用 Siemens 840D CNC 控制器和 6 轴机器人及其获得专利的 Accurate Robot 包，包括连续的第 6 个机器人轴，用于无限制旋转的公用设施通过。工具更换界面允许无缝地拾取和放下末端执行器，包括多材料沉积末端执行器。

该单元包括带有旋转热板的加热构建平台，并安装在加热构建室中以控制热膨胀和收缩。 SCRAM 还标配了优惠券和校准架、CAM 零件编程软件套件以及针对操作员、机械师和程序员的培训。

可选功能包括：

• 高通量塑料颗粒挤出末端执行器，用于从廉价的原料中快速沉积大型支撑工具；
• 减法加工末端执行器，用于修剪零件和调节支撑工具表面以获得最佳光洁度和精度；
• 部分可重复使用的支持工具系统，包含一个水溶性牺牲层，适用于短期生产。

关于 Electroimpact

Electroimpact 是一家经验丰富的航空航天工业制造自动化和工具供应商。该公司是工程师的天堂，他们垂直负责从概念到客户接受的所有工作，官僚作风最少。他们的项目包括完整的商用飞机机翼自动化组装系统、AFP（自动纤维放置）系统、高精度机器人钻孔和紧固机、机翼面板和机身组装铆接机以及航天器和卫星处理设备。