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在汽车应用中的增材制造

在汽车应用中的增材制造

虽然已在航空应用领域黯然失色,但3D打印的模具,却在汽车制造中找到了用武之地。

早于2015年的军海医院JEC World展会中,一副3D打印的大型复合材料铺层模具吸引了众多眼球的关注。它由隶属于法国南布列塔尼大学的Plateau复合材料技术中心开发,目标是尽可湖南癫痫病医院能快地创造出部件。这副3D打印的模具,组合了增材制造(简称“AM”)、机器人自动化纤维铺放(简称“AFP”)和其他一些加工技术。这一概念压缩了部件的设计、工装的制造、机器人的编程和部件的铺层等总体时间。

该大学教授Yves Grohens介绍说:其团队与标致雪铁龙公司就208示范车型的车顶部件展开了合作。参与合作的伙云南癫痫病医院伴包括:

➤ 机器人系统供应商Coriolis复合材料技术公司;

➤ SMM公司,该公司采用增材技术来制造工装。

这一想法源于stl、igs或其他源文件格式的CAD虚拟部件,它与3D打印机器和自动化的带材铺放编程相兼容。采用部件的CAD文件,模具的设计和形状即被开发出来。接着,SMM公司着手对其进行打印。在SMM公司的大型Fortus 900 FDM机器上,模具被打印出来。与此同时,Coriolis公司开发出了适合的部件铺层和AFP机器路径规划。

由Stratasys公司提供的Fortus 900 FDM增材制造设备,拥有大约1m3的有效构建空间,总的构建时间大约是100h。Stratasys公司为该打印提供了聚碳酸酯粉末,虽然无纤维增强,但仍然实现了足够的刚性和热稳定性。Grohens说:虽然这一示范工装采用的是聚碳酸酯,但对于实际生产而言,可以采用聚醚酰亚胺(PEI)Ultem材料来制造,以满足180℃的更高固化温度和更高压力应用需求。针对这款示范模具,实际的固化温度被限制在140℃。打印完成后的模具重量是14kg,无需对其进行任何类型北京军海中医医院的处理。然后,立即将模具放到Coriolis机器人头部的下方,采用6.5mm宽的碳纤维/环氧预浸带进行部件铺层。

Grohens介绍说:这种“一天即可完成的铺层工艺”,第一次取得了成功,这是因为:模具构造、部件设计和机器人加工等,是在同样的数字空间中同时被开发出来。如果采用机加工的金属模具,要求对部件进行试制,以确保正确的铺层,这一过程至少要花费两个月的时间。虽然未经处理的模具没有对部件的铺层和固化带来麻烦,但模具表面有点粗糙。所以,在后来打印的模具表面上,采用了一种环氧涂层进行处理,从而减少了粗糙度,提供了更好的表面效果。


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