近日，F(xiàn)raunhofer IPA的研究人員開發(fā)出了一種將3D打印和鑄造結(jié)合在一起的新工藝。在自由增材鑄造(AFFC)中，第一個(gè)零件的殼體就是用FLM工藝打印制造的，然后再用一個(gè)雙組分樹脂填充。這樣就節(jié)省了時(shí)間，增加了部件的穩(wěn)定性，并可以印刷新材料。
在自由增材鑄造成型中，部分外殼采用FDM打印，然后再用兩組分混合物填滿它。?弗勞恩霍夫
增材制造，又稱3D打印，已經(jīng)為工業(yè)帶來了廣泛的優(yōu)勢。IPA專家Jonas Fischer解釋說:“你輸入一個(gè)工件的CAD數(shù)據(jù)，然后就可以得到一個(gè)打印好的部件。”小批量、模型和單個(gè)零件的制造速度都比注射成型要快，效率更高。此外，還可以創(chuàng)建一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)并將一些功能集成在一起。當(dāng)然也存在一些缺點(diǎn)。
固化只需三分鐘
FLM(熔融沉積)工藝，是目前最廣泛使用的3D打印工藝，一個(gè)噴嘴可打印出一條平行線來。這就產(chǎn)生了縫隙和孔隙。喬納斯·費(fèi)舍爾補(bǔ)充道:“這種材料并不是完全以模制的形式出現(xiàn)的。這意味著部件的機(jī)械性能更差。此外，在FLM過程中，噴嘴分別應(yīng)用在每一層。要構(gòu)建一個(gè)大型組件則需要很長時(shí)間。第三個(gè)缺點(diǎn)是，只有在加熱時(shí)變得柔軟的塑料(稱為熱塑性塑料)才能用于FDM打印。熱固性塑料則不能打印。
弗勞恩霍夫的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)找到了一種將這些缺點(diǎn)保持在最低限度的方法。為了做到這一點(diǎn)，他們將打印過程與成型過程相結(jié)合。第一步是通過FLM過程制作零件外殼。專家們使用聚乙烯醇(PVA)，一種水溶性合成聚合物，作為印刷材料。隨后，外殼被自動(dòng)填充，使用的是精確定量的聚氨酯或環(huán)氧樹脂。用聚氨酯，只需要三分鐘就可以完成。接下來，如果需要，可以增加組件的數(shù)量。一旦過程完成，部分硬化，就將其放置在水浴中。這樣創(chuàng)建出的3d打印的工件，其性能與鑄件的性能相似。
小件制造是可能的
為了將填充材料注射到模具中，IPA研究人員在3D打印機(jī)中安裝了一個(gè)特殊的雙組分材料配料單元。這意味著有可能完成整個(gè)過程——打印外殼和填充。打印過程不需要被打斷，可以像傳統(tǒng)的3D打印那樣完全數(shù)字化控制。
IPA的研究人員已經(jīng)證實(shí)了這一過程的可行性，并創(chuàng)建了幾個(gè)原型機(jī)
此外，該程序允許使用雙組分樹脂。耐熱套可以用作建筑材料。并且，可以更快地制造組件。喬納斯·費(fèi)舍爾補(bǔ)充道:“你只需要打印外殼——重力可以完成剩下的工作。”最后，當(dāng)材料完全填滿時(shí)，這些元件的穩(wěn)定性會(huì)大大提高，所以不會(huì)出現(xiàn)氣孔或孔隙。
這種新方法適用于各種應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)。菲舍爾解釋說:“例如，它可以用于電隔離元件，比如插座。泡沫和靠墊，比如安全方面所需要的，也適用于這一過程”。原則上，大型復(fù)雜的組件只需少批量時(shí)，自由增材鑄造工藝是首選。此外，它還有利于減重。
吹瓶機(jī)丨塑料吹瓶機(jī)丨PET吹瓶機(jī)?
