9T Labs 评估 AM 的医疗、航空航天应用
9T Labs（瑞士苏黎世）制造用于制造连续纤维增强聚合物部件的红色系列添加剂融合技术 (AFT) 系统。该系统具有三个组件：Fibrify 设计软件、称为构建模块的 3D 打印机和用于整合打印部件的融合模块。 Red 系列的构建体积为 350 x 270 x 250 毫米，可用材料为碳纤维/PEKK 和碳纤维/PA12，纤维体积分数 (FVF) 为 60%。
9T Labs 最近透露了最近完成的两项研究的细节，这些研究评估了使用 Red Series 替换现有金属部件的可行性。一个是航空铰链，另一个是手术工具，称为瞄准臂。
铰链目前由钢制成，并具有安装在底板上的垂直板，其中有四个紧固件孔。该研究评估了拓扑优化和重新设计、多体策略、加固策略、减重和成本分析。拓扑优化导致优化重新设计，然后制定制造策略。此处的决定是分部件制造铰链——垂直板和两部件底板——然后在“融合”过程中的固结过程中将它们连接起来。 Fibrify 软件指导每个铰链组件的纤维铺层策略的开发，其中涉及每个铰链组件的多个布局。材料是纯 PEKK (35%) 和碳纤维/PEKK (65%) 的组合。零件体积为18.3立方厘米；零件重量为 27 克，与钢制版本相比，重量减轻了 78%。 9T Labs 的生产成本分析评估了工具、材料、设备和劳动力成本，并确定复合材料替代品的制造成本比钢制遗留部件的制造成本低 50%。
手术瞄准臂是一个带有多个孔的T形铝合金装置，用于在手术过程中对准手术工具。它承受相对适中的机械负载，但要经过多次消毒循环，并且必须保持出色的尺寸精度。 X 射线半透明性也很关键。叠层策略的重点是开发坚固的外表面和孔的尺寸稳定性，这是通过纤维放置直接互连孔来实现的。最终设计具有 90 个增材制造层，以创建 20 毫米的贯穿厚度。材料是纯 PEKK (60%) 和碳纤维/PEKK (40%)。零件体积为62.5立方厘米；零件重量为 88 克，与铝制版本相比，重量减轻了 48%。所进行的生产成本分析与航空铰链的分析结果相同，显示出高达 68% 的潜在节省。
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