3D打印连续纤维复合材料触手可及
2013年10月23日 | 作者: 江苏省复合材料学会 | 阅读: 127127次
据美国复合材料世界(CompositesWorld)日前报道Nathan Armstrong依靠高速、高效设计优化软件,发展3D打印技术生产连续纤维复合材料零件。
动机工业(Kestrel 生物复合材料汽车制造商)前创始人兼总裁,复合材料专家Nathan Armstrong牵头了一个技术合作关系。Armstrong自1995年以来一直涉猎3D打印技术,在加州经营一家3D打印公司,致力于开发3D打印技术生产连续纤维增强复合材料零件。此外,Armstrong说,该技术将使复合材料设计工程师绕过传统的设计迭代过程,更快地将零件变成成品。
目前为止3D打印的制约因素之一,也是复合材料一直担心的是,由于其分层堆积的制造过程,增材制造系统只能产生不连续纤维增强的复合材料部件。这限制了该技术的应用潜力,将3D打印锁在高性能市场,如航空航天、赛车、机器人和医学应用。
Armstrong说他正在致力的这项技术拥有一个专有的过程,在6轴打印机上将碳纤维增强热塑性纤维,“优化的和连续的”在“自由空间”上排布,允许机器最终生产一个连续的纤维结构。该系统还允许多个零件合并在一起制造更复杂的零件。而且,额外的头数将允许进程内缝合和纤维编织。
3D打印的部件可能被认为是“绿色的”,因此需要时间用于一个热循环整合加压工具。然而Armstrong说这个过程仍在测试中,可能只有高性能零件需要。
Armstrong 认为这个3D系统设计方面的创新,可以大大地改变如何制造复合材料组件。Armstrong设想设计过程开始于当今市场上任何一个结构优化软件包。这个设计然后将送入Armstrong已经开发的“反馈回路”软件,迭代计算部件优化和纤维摆放位置,使得部件在3D自由空间里可制造。一旦这一反馈循环过程完成,3D打印过程可以开始。
Armstrong认为他的反馈回路软件不再需要典型设计优化。“它会跳过整个传统工程设计过程,生产零材料浪费的高度优化零件”他说,“我相信这是未来的制造结构复合材料零件的方法。”Armstrong估计这个组合设计/3D打印系统将在3-5年的时间进入市场。与此同时,他正在寻求软件合作伙伴来帮助完成开发设计过程。他还寻求想投资这个方向的金融合作伙伴。