5月3日,美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)官网信息宣布:该实验室开发的先进增材制造压缩成型(additive manufacturing compression molding,AMCM)技术获得了轨道复合材料公司的许可,利用该技术能够快速生产基于复合材料的部件。 ORNL的AMCM技术可在几分钟内为飞机、无人机或汽车生产轻质复合材料零件 ORNL公司的AMCM技术可以在几分钟内为飞机、无人机或汽车生产基于复合材料的轻质成品零件,并可以加速汽车和航空航天行业的脱碳。AMCM技术使用短纤维填充聚合物和连续纤维直接打印到具有精确定向的模具上,以制造螺旋桨叶片或电池盒等零件,然后通过压缩成型将打印结构件制成精确的成品。ORNL的研究人员证实,AMCM在五小时内生产了100个零件,大大缩短了时间和成本,每件零件的打印时间不到三分钟。 ORNL的AMCM工艺将基于机器人的挤出打印机与即时压缩成型步骤相结合。研究团队最初是从使用现有的大幅面增材制造(Big Area Additive Manufacturing,BAAM)打印机和压缩机开始的。但是由于BAAM和压力机之间相对较短的距离,需要在压缩成型之前在带式烘箱中进行额外的再加热步骤,以将预成型件再次软化至正确的玻璃化转变温度(Tg),每个零件额外的5到6分钟预热时间显着增加了整个循环时间,每个零件总共增加了8到9分钟。 为了改善该技术的循环时间,ORNL提出了当前的AMCM单元概念,并于2021 11月安装,主要包括位于六轴KUKA(德国)机械臂上的Strangpresse(美国)挤出打印头、Trinks(美国)500吨压缩机和材料烘干系统。打印机每小时最多可以打印150磅的材料。 ORNL的实验室级AMCM单元于2021秋季搭建,它结合了机器人、基于挤压工艺的3D打印和压缩成型来测试系统的极限 为了在AMCM单元中生产零件,零件几何形状被直接挤压到模具上,从而产生一个3D定制的预成型件,该预成型件通过传送带直接进入压力机进行即时成型。材料是在熔化温度下或略高于熔融温度挤出的,并且AMCM单元的设计允许预成型件在材料冷却到低于其Tg之前到达压力机进行压缩。ORNL在一块由20%碳纤维/ABS制成的简单平板上演示AMCM电池结构的加工,整个打印、压制和干燥周期为2.5分钟。 |
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