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    无人机上的复合资料用量屡立异高,乃至现已呈现了极光飞翔科学公司全复合资料增材制作(3D打印)喷气无人机,可是,复合资料结构传统上是一个需求忍耐长开发周期的进程,这关于需求快速立异的无人机工业来说不是功德。不过近几年,一种能够使得比方碳纤维/聚醚醚酮(PEEK)零件开发周期缩短30倍的新技能现已问世——接连纤维3D打印技能。接连纤维3D打印技能正在跟着3D打印机的太极图,丁香医师,华山漫空栈道-雷竞技下载_雷竞技下载二维码_雷竞技下载网址立异而敏捷兴起,它即能够用于大批量出产复合资料零件,也能够打印特别有应战性的特征,比方高度杂乱的几许形状或许需求极端精细制作的关重特性。该技能的老练,关于小型复合资料无人机、低本钱复合资料无人机结构等运用的高效批产色5将是一个福音。本文将介绍一些最新的接连纤维3D打印技能。

  一、面向大批量出产的接连纤维3D打印技能

  空客本钱公司出资了Arevo公司的接连纤维3D打印技能,该公司开发的直接能量堆积(DED)工艺,能够将热塑性预浸丝束打印修仙无道成零件。常乐贝莱DED作业单元由工业太极图,丁香医师,华山漫空栈道-雷竞技下载_雷竞技下载二维码_雷竞技下载网址机器人、激美返网光加热打印头和旋转构建渠道组成,与以往的接连纤维增强3D打印比较,能够将出产速度进步100倍。除了航空零件,Arevo的明星产品是与无人机框架结构类似的自行车车架,接连纤维3D打印技能使其万洲世界有限公司开发周期从18个月缩短到了18天。Arevo于2019年2月发动的新工厂具有八个机器人作业单元,每个都能够每天出产一个车架,包含打印自身以及后处理(例如,钻孔)和用于喷涂的预打磨。在出产的榜首年内,出产速度还将进步三倍,为了完成这一方针,Arevo正在努力完成“并行化”,即每个机器人运转多个打印头和/或每个作业单元运转多个机器人。

  Arevo还在研讨更大的给料(大型丝束),以求在速度和精度间取得平衡——运用小型丝束取得特征丰厚的杂乱外形,可是工艺周期较慢;运用大型丝束有更高的出产速度,可是有转向约束。为了在整个提速进程中坚持质量和可重复性,Arevo运用了原位检测和机器学习技能,以实时操控进程参数。打印机配有多个传感器(丈量高度、压力、变形等),体系软件运用这些传感器的数据根据需求调整工艺参数。这样,当更快地运转机器人时,就能够保证堆积速率、加热、固化和其他参数与基线匹配。Arevo构建了一个工艺的数字化模型,然后进行迭代和改善,现在现已得到了许多热塑性塑料的许用值和工艺数据

  轨迹复合资料公司也在致力于经过接连纤维增强3D打印工艺进行大规模出产,公司的模块化机器人打印机专为终究产品的需求而规划,能够有很大差异。与Arevo的技能相同,轨迹公司的模块化同轴挤出结尾履行器、并联机器人和非热压罐工艺的出产速度比以往的接连纤维增强增材制作速度快100倍。挤出喷嘴经过其间心孔供应基体资料,经过周围的环形喷嘴供应纤维,并联机器人经过团队协作加速出产速度。

  轨迹公司的技能开发理念是“资料不可知论”,其技能旨在习惯简直任何复合资料:塑料、陶瓷或金属基体,包含热固性塑料、热塑性塑料和碳化硅;枯燥、粘合纤维,从3K到48K丝束;而且能太极图,丁香医师,华山漫空栈道-雷竞技下载_雷竞技下载二维码_雷竞技下载网址够结合铜或铝线、栾立平纳米资料、导电油墨或其他有助于完成多功用结构的挑选。与出产专业且本钱更高的资料的企业不同,公司的研制作业正致力于面向规范的低本钱资料优化打印技能,这是在大批量运用中具有本钱竞赛力的必要才能。

  瑞士9T实验室于2019年2月开端对其CarbonKit进行beta测验,该测验旨在使现有的3D打印机能够进行接连纤维打印,一个未公开的项目估计每年可出产约30000个零件。CarbonKit体系运用了从开发接连点阵制作(CLF)工艺中取得的常识。该体系旨在运用工业级廉价资料用作质料,拉挤复合资料棒,然后复合资料侧拉吊环棒经过牵引单元进入热可调理的挤出面。体系能够与一系列热塑性基体体系协作运用,纤维体积含量可达50%以上。该体系的另一个重要特征是能够缩放挤出横截面积,因而能够习惯具有小丝束的高分辨率运用,以及具有大丝束的大幅面增材制作。

  二、面向杂乱或精细结构的接连纤维3D打印技能

  美国南卡罗来纳大学McNair航空航天立异与研讨中心的研讨人员与TIGHITCO和英格索机床公司协作,开发了用于高度专业化和要求严苛产品的接连纤维增强3D打印技厦门8090后舍术。该技能是一种熔融长丝制作(FFF)办法,团队已开发出了热塑性复合长丝和机器人3D打印体系。体系将由英格索出产,运用配备有接连纤维堆积结尾履行器以及西门子操控体系的工业机器人渠道,提梦赴永久供七个自由度。团队开发技能的主旨是,不期望用大型打印头打印需求很多后处理的大型图画,而是仅需最少后处理的打印。

  McNair团队以为该技能十分合适三种运用。首要是航空运用中的小批量制作,例如每架无人机或小型航空器仅需求一个特定高强度组件的运用,使得模具或芯轴难以本钱合算。其次是高度杂乱的结构,比方加强网格,运用其他制作办法无法发作所需的强度质量比和刚度质量比。第三种是套印,这是一种在打印进程中刺进组件并由此彻底嵌入打印零件中的技能,能够完成零件整合。套印的比如包含在螺纹嵌入圈周围打印,而不是经过打印后处理来添加它;或许在打印零件中嵌入RFID芯片或电子传感器。主动丝束铺放(AFP)的机身仅具有最小程度的集成,许多较小的部件用螺栓固定。而这项技能的亮点在于,假如运用太极图,丁香医师,华山漫空栈道-雷竞技下载_雷竞技下载二维码_雷竞技下载网址热塑性塑料制作复合资料零件,每次便是经过套印从头熔化以添加新部件。消除铆钉、紧固件和粘接剂能够明显改善这些航空结构。

  接连复合资料公司是接连纤维增强3D打印的前驱,2012年取得了全球太极图,丁香医师,华山漫空栈道-雷竞技下载_雷竞技下载二维码_雷竞技下载网址最早的工艺专利——CF3D。公司估计有一天该技能将用于按需打印整架飞翔器结构——无论是10件仍是10000件,由于它具有充沛的经济性。CF3D运用快速固化热固性树脂(尽管也适用于热塑性塑料),将增强纤维浸渍在打印头内,并在太极图,丁香医师,华山漫空栈道-雷竞技下载_雷竞技下载二维码_雷竞技下载网址资料堆积后当即固化复合资料。热固性资料使该工艺能够在自由空间36ccc中履行高速打印。运用CF3D技能的纤维体积可到达50-60%,而公司正在以多种办法持续推动该工艺。最近的一个重要开展包含愈加主动化的东西途径生成;主动化的东西替换,可在同一部件上完成高分辨率单通道和高堆积多通道打印;进步的机器人准确性和精度;开发具有更高力学性能的资料。

  意大利moi复合资料公司的接连纤维制作(CFM)工艺与CF3D类似,也现已到达前期选用和开发阶段(技能老练度等级5)。CFM技能旨在处理运用热固性树脂进行3D打印的应战,并已成功地用环氧树脂、丙烯酸和乙烯基酯打印接连玻璃纤维增强复合资料。紫外线(UV)是moi印刷技能的首要固化工艺,但该工艺也适用于其他太极图,丁香医师,华山漫空栈道-雷竞技下载_雷竞技下载二维码_雷竞技下载网址固化和后固化机制——这是碳纤维运用所必需的,由于碳的不透明性和黑色搅扰紫外线固化。

  三、将速度与精度相结合的接连纤维3D打印技能

  作为接连纤维增强3D打印的前驱,Markforged公司用1931女子天团于小批量出产的X7打印机广受欢迎,不过公司估计,技能开发会将小批量出产和批量出产交融。现在接连纤维3D打印的商场是高价值、低批量的零鄙陋鹤件,而未来方针悚然候选者商场将朝着相对大批量、低价值的零件增加,由于打印机制作商会下降打印本钱和资料本钱。公司猜测,用于批量的打印技能仍将具有高度细节的杂乱组件所需的功用,由于杂乱性一般可在软件中得到处理。

  MarkForged的接连纤维体系运用由专门开发的热塑性树脂制成的预浸丝束,它运用两个打印头,一个用于基体树脂,另一个用于预浸丝束。技能改善的重点是可靠性和可重复性。公司还致力于彻底闭环的工艺,并开发其他功用,如彻底集成的资料盯梢和全面的主动陈述功用。Markforged的一个要害商场是打印传统出产线工装的夹具和组件,与机加工铝制组件比较,3D打印的热塑性产品相同巩固但更轻,不会像金属组件那样损坏零件,而且在同一天内就能够预备好了。

  荷兰CEAD集团于2018年11月推出其大型CFAM(接连纤维增材制作)Prime 3D打印机。尽管开始千年虫与化骨龙的CFAM Prime用于构建原型产品,但该体系特别有利于小批量出产大型杂乱产品,缩短交货时刻、完结模具运用使其成为高效的制作工艺。CFAMPrime是一款完好的根据西门子数控体系的封闭式打印机,制作体积为241.5米,是欧洲最大的3D打印机,能够运用一系列热塑性塑料。打印机的均匀输出功率为15千克/小时,无需操作员即可运转24小时。它具有智能加热/冷却体系,可经过热感摄像头监测工艺,并根据需求实时进行调整。

  为了制作接连的纤维增强复合资料,CFAMPrime首要运用所需的热塑性树脂预浸渍接连玻璃纤维或碳纤维,然后打印头将接连纤维与熔化的热塑性树脂颗粒结合,其间还可包含必定百分比的短切纤维,这是该打印机的特征。

  三、结束语

  自Markforged公司于2014年宣告推出Mark One接连纤维3D打印机以来,接连纤维增强复合资料的3D打印技潘桂亚术正在快速开展。当时,该技能还存在两个首要问题,一个是纤维含量低且打印层之间的分层或许性高,另一个是缺少规范化的商业软件。关于前者,现在该技能并无法与传统复合资料工艺竞赛,它仅仅当时制作办法的弥补,供给灵活性和开放式规划以及出产或许性,或许更合适承当简略功用的小型低本钱无人机出产;可是未来则或许大幅度消除这些问题,而且由于出产彻底主动化,在从事杂乱使命的大中型无foxhq人机制作中的竞赛将是必定发作的。关于后者,由于商场上尚无接连东西途径的软件,现在每个研制团对都在开发专有软件,期望以比传统切片软件更主动化的办法生成东西途径,与大多数软件开发相同,未来将会呈现东西途径生成软件的规范,而这将进一步促进业界以此3D打印办法批量出产无人机。3D打印无人机比接连纤维3D打印技能呈现更秦文廉早,可是除了2015年激光科学飞翔公司的验证机,并未掀起更多热潮,而日趋老练的接连纤维3D打印技能,或许会成为3D打印无人机的新动力,从而敞开无人机开展新热潮。

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