AFPALM: nowa technologia druku 3D łączy druk 3D z automatycznym umieszczaniem włókien

W nowym dokumencie zatytułowanym "Nowe podejście: połączenie zautomatyzowanego umieszczania włókien (AFP) i warstwy dodatkowej" (ALM) ", do którego można uzyskać dostęp tutaj, autorzy twierdzą, że łączenie druku 3D z AFP pozwala uniknąć tych problemów. Czym dokładnie jest AFPALM?

"W standardzie głowice jednocześnie układają 8, 16, 24 lub 32 warstwy w zwykłych szerokościach od 1/800 do 1/200 bezpośrednio obok siebie w tym samym czasie," naukowcy wyjaśniać. "Termoplastyczne lub termoutwardzalne jednokierunkowe (UD) -Preparaty są często używane do zautomatyzowanej produkcji nowoczesnych wysokowydajnych materiałów kompozytowych." CD3D . < / p>

Prepregi to paski wzmacniającej tkaniny, które już zawierają żywicę, w tym odpowiedni środek utwardzający.

"Wyzwaniem zautomatyzowanego umieszczania włókien jest całkowite ułożenie Prepregów o określonej orientacji włókien bez przerw lub nakładania się" - kontynuują naukowcy. "Skuteczne umieszczanie włókien bez przerw i zakładek jest zależne od wielu parametrów, takich jak geometria formy, szerokość taśmy i orientacja włókien. Prepregy muszą być ułożone równolegle do przepływu siły, aby pokazać ich optymalne właściwości. "

Na płaskiej powierzchni prepregi można z reguły umieszczać bez przerw lub zakładek. Jednak w przypadku złożonych geometrii często występują luki lub nakładki, które mogą zmniejszać właściwości mechaniczne elementu i prowadzić do niepotrzebnego zużycia materiału, dodatkowego ciężaru i miejscowego zgrubienia.

Naukowcy przedstawiają ideę łączenia druku 3D z AFP, aby wypełnić luki bez dodawania dodatkowego ciężaru. Stworzyli trzy próbki: laminat bez szczelin, laminat z lukami i laminat, w którym szczeliny wypełniono nadrukiem 3D z jednokierunkowym tworzywem wzmacnianym włóknem węglowym (CFRP-UD).

"Wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na ścinanie między warstwami i wytrzymałość na zginanie laminatu z przerwami zmniejszyły się o około 13% w porównaniu z laminatem bez szczelin" - twierdzą naukowcy. "W związku z tym wytrzymałość laminatu na rozciąganie z nadrukowanym CFRP-UD wynosiła w przybliżeniu. 2%, wytrzymałość na ścinanie między warstwami wyniosła ok. 4%, a wytrzymałość na zginanie wynosiła ok. 1% mniej niż laminatu bez luk. "

Co ważne, CRFP-UD nie dodaje znacznej wagi do komponentu, w przeciwieństwie do dodawania wielu warstw prepregów w celu wypełnienia luk. Włókno węglowe zostało założone po zintegrowanym wykrywaczu krawędzi w 3Dgłowica drukarki wykryła luki w sieci między taśmami światłowodowymi. Inną opcją, dodają naukowcy, byłoby wykrycie luk za pomocą kamery termowizyjnej zintegrowanej z głowicą AFP.

"Łącząc technologię druku 3D i technologii AFP, części kompozytowe mogą być wytwarzane w bardziej jednorodny sposób", podsumowują. "Następnie komponenty są produkowane szybciej, taniej, a nawet lżejsze z powodu unikania dodatkowych warstw."