Electroimpact推出SCRAM:六轴连续纤维3D打印机,实现免模具航空级复合材料制造
Electroimpact(美国华盛顿州)将自动化铺丝(AFP)原位固化热塑性工艺(OOA)与先进熔丝制造(FFF)3D打印工艺集成,开发出可扩展复合材料机器人增材制造(SCRAM)系统。SCRAM是真正的六轴工业级连续纤维增强3D打印机,利用高性能热塑性树脂与高比例连续纤维增强,实现航空级一体化复合结构的免模具快速制造,制得部件具备增材制造领域前所未有的卓越材料性能。Electroimpact断言该技术在业内无对手。
“真3D”打印
大多数3D打印实为“2.5D打印”,通过平面切片堆叠成型。SCRAM工艺可谓“真3D打印”,连续纤维增强热塑性层可贴合气动外形、流体管道等复杂轮廓。得益于六轴运动,每层内部纤维取向可按应用定制,在整个部件内实现最优强度刚度分布,类似传统AFP系统。
按需打印工装
每个SCRAM单元除配备增强热塑性打印系统——缩小版、更灵活的带原位固化(ISC)AFP——还配备基于先进FFF工艺的快速工装制造系统。传统自动铺丝需巨额硬质工装投资,且不灵活、昂贵、交期长。SCRAM可直接按需打印支撑工装,仅从平板起步。打印完成后工装材料溶解移除,实现快速设计迭代,也能制造内部流道等常规工艺难以或无法生产的几何结构。
多材料系统
除连续纤维增强热塑性打印(AFP ISC)和FFF支撑工装打印,SCRAM单元还配备针对短切纤维增强热塑性材料沉积的优化FFF喷头。专有激光加热系统实现层间极强粘结。此工艺适用于连续铺丝几何受限或不合理的场景。
与连续纤维工艺同属“真3D打印”,层不受平面堆叠约束。可变密度芯材等复杂内部结构可直接打印在曲率变化大的连续纤维增强层上,随后可在切碎纤维芯结构上沉积连续纤维增强层形成上表皮。示例材料包括:
- PAEK(聚芳醚酮)家族热塑性树脂(PEEK、PEKK等)
- 尼龙及其他低温热塑性树脂(PA12、ABS等)
- 水溶性热塑性树脂
- 碳纤维、玻璃纤维、硼纤维
SCRAM单元配置
SCRAM系统采用西门子840D CNC控制器和六轴机器人,含专利Accurate Robot包(含第六轴连续旋转公用通道)。刀具更换接口支持末端执行器无缝拾取/放下,含多材料沉积末端执行器。
单元含加热构建平台(旋转热板)和加热构建腔室控制热膨胀收缩。标配试样校准台、CAM零件编程软件套件、操作员/机械师/程序员培训。
可选功能:
- 高通量塑料颗粒挤出末端执行器,用廉价原料快速沉积大型支撑工装
- 减材加工末端执行器,用于修整零件和调整支撑工装表面以获最佳光洁度和精度
- 部分可重复使用支撑工装系统,含水溶性牺牲层,适用小批量生产
关于Electroimpact
Electroimpact是航空航天制造自动化和工装的资深供应商。公司是工程师天堂,工程师从概念到客户验收全程垂直负责,官僚主义极少。项目涵盖商用飞机机翼全自动装配系统、AFP系统、高精度机器人钻铆机、机翼面板和机身装配铆接机、航天器和卫星搬运设备。
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