Vai 3-D drukāšana ir lētu oglekļa šķiedras detaļu atslēga?

Kādu dienu oglekļa šķiedra varētu attaisnot savu popularitāti un padarīt visas mūsu automašīnas un lidmašīnas vieglākas un efektīvākas. Tomēr mūsdienās no šī materiāla izgatavotās detaļas ir ļoti dārgas, un tās galvenokārt izmanto sacīkšu automašīnās, augstākās klases sporta automašīnās un jaunos reaktīvos laineros. Daži uzņēmēji tagad liek derības, ka galvenais, lai oglekļa šķiedras detaļas padarītu daudz lētākas un plašāk izmantotas, ir 3-D drukas tehnoloģija.

Trīs MarkForged izgatavotie objekti parāda dažādus drukāšanas procesa punktus. Gatavā daļa ir sacīkšu automašīnas spoilera sastāvdaļa.

Mark One printeris uzklāj polimēru un oglekļa šķiedras slāņus.

Oglekļa šķiedras priekšrocības ir tik lielas — no tās izgatavotās detaļas var būt tikpat izturīgas kā alumīnija, bet sver mazāk — ka ikviens, kurš to var atļauties, to jau izmanto kosmosa un automobiļu rūpniecībā, saka Gregs Marks, Kembridžas izpilddirektors un dibinātājs. , Masačūsetsā bāzēta startēšana MarkForged . Bet tas ir pārāk dārgi parastajam virzienam, un galvenais iemesls tam ir tā izgatavošanas veids: sarežģīts, darbietilpīgs un laikietilpīgs process ar daudzām darbībām, kas jāveic ar rokām (skatiet sadaļu Kur atrodas Affordable Carbon-Fiber Automobile?) . Marks saka, ka jaunais process, ko viņa uzņēmums ir izstrādājis, ir tikpat vienkāršs kā detaļas projektēšana datorā, pogas nospiešana un daļas izgūšana pēc dažām stundām.

Augšā: Automobiļu aukstā gaisa ieplūdes atvere, ko izgatavojis Impossible Objects.
Apakšā: ir izveidots bezpilota propellers, kas izgatavots, izmantojot procesu Impossible Objects.

Spēja drukāt oglekļa šķiedras detaļas padarīs 3-D drukāšanu daudz noderīgāku daudzām nozarēm, uzskata Roberts Svarcs, Čikāgā bāzētā starta vadītājs, dibinātājs un galvenais tehnoloģiju vadītājs. Neiespējami objekti . Lielākā daļa plastmasas detaļu, kas izgatavotas, izmantojot esošās 3-D drukas tehnoloģijas, nedarbojas pietiekami labi, lai tās izmantotu, piemēram, dronā. Swartz saka, ka ir patiešām vajadzīga funkcionalitāte, un tam ir nepieciešami labāki materiāli.

Tehniski oglekļa šķiedras detaļas ir izgatavotas no kompozītmateriāliem, kas ražoti, precīzi savienojot oglekļa šķiedru ar polimēru. Oglekļa šķiedras kompozītmateriālu izgatavošana ar 3-D printeri ir izaicinājums, jo oglekļa šķiedra nav piemērota tradicionālajām drukas galviņām. (Kā saka Marks, materiāls viņus aizsprosto.)

MarkForged to pārvarēja, izgudrojot pavisam jaunu prekursora materiālu, ko var drukāt, izmantojot patentētu drukas galviņu. Uzņēmuma pirmajam produktam, printerim ar nosaukumu Mark One, kas maksā 5499 USD, ir jauna drukas galviņa, kā arī otra, tradicionālāka, kas izspiež termoplastisku polimēru. Katrs apdrukātās daļas slānis satur noteiktu termoplastiskās un oglekļa šķiedras kombināciju.

Impossible Objects izstrādāja procesu, kas ļauj izvairīties no nepieciešamības drukāt oglekļa šķiedru. Tā vietā tas sākas ar oglekļa šķiedras loksnēm. Uz katras loksnes tintes printeris uzliek skaidru šķīdumu precīzā dizainā saskaņā ar digitālajām instrukcijām. Pievienots polimēru pulveris, un tas pielīp pie drukātā dizaina. Loksnes tiek sakrautas un karsētas, izraisot polimēra kušanu un sasaisti ar šķiedru. Pēdējā smilšu strūklas posmā tiek noņemtas šķiedru loksnes daļas, kas nav saistītas ar polimēru. Impossible Objects ražo detaļas pēc pasūtījuma un izstrādā iekārtu, ko varētu pārdot uzņēmumiem, kuri vēlas izmantot šo procesu savu daļu izgatavošanai.

Impossible Objects izmanto tintes drukas galviņu, lai drukātu zīmējumus uz oglekļa šķiedras loksnēm.

Smilšu strūkla noņem lieko oglekļa šķiedru.

paslēpties