Крупноформатные 3D-принтеры BAAM научились печатать мультиматериальные изделия

Машиностроительная компания Cincinnati Incorporated, известная среди прочего гигантскими 3D-принтерами BAAM (Big Area Additive Manufacturing), изготовила возможно самую большую композитную 3D-печатную деталь в мире, причем с использованием переработанных гранулированных композиционных материалов.

Деталь на иллюстрации выше — компонент опалубки, очевидно еще не прошедший постобработку. Такая опалубка используется в производстве бетонных панелей с оконными проемами для нью-йоркских многоэтажек. На 3D-печать 180-килограммовой детали длиной свыше трех метров ушло всего около семи часов, что говорит о высокой производительности 3D-принтеров BAAM, разработанных при участии Национальной лаборатории в Ок-Ридж (ORNL).

Аддитивные системы BAAM постоянно совершенствуются в плане производительности и совместимости с разными материалами. В ранних версиях реализована 3D-печать гранулированными полимерами и композитами через шнековый экструдер. Как правило, расходным материалом служит угленаполненный АБС-пластик. Наиболее хорошо известный пример применения такого оборудования — аддитивное производство кузовов на мощностях автомобильной компании Local Motors.

В этом эксперименте использовалась новая версия BAAM, способная печатать уже двумя материалами одновременно за счет качающегося механизма переключения между двумя бункерами. Разработчики указывают на важность этого момента, так как такая конструкция выходит дешевле полноценной двухэкструдерной системы и делает возможным апгрейд существующих систем до нового уровня без значительных переделок.

«Система подачи переключается с одного материала на другой на лету во время 3D-печати, смещая соединения с бункерами из стороны в сторону над экструдером. К системе также подключено установленное за пределами 3D-принтера оборудование для смешивания расходных материалов, позволяющее получать гранулят с разными пропорциями материалов и наполнителей», — рассказывает менеджер по продукту компании Cincinnati Incorporated Алекс Ристенберг.

Материалами для опалубки послужила смесь из первичного и вторичного гранулята угленаполненного АБС, плюс синтактическая пена на основе того же акрилонитрилбутадиенстирола. Эксперимент выполнил две цели: продемонстрировал крупноформатную 3D-печать двумя с программируемыми механическими свойствами отдельных участков за счет использования двух или более материалов и возможность использования вторичного сырья с вытекающей экономией производства и повышенной экологичностью. Как пример, в случае с той же опалубкой или формовочной оснасткой можно экономить, печатая рабочие поверхности дорогостоящими конструкционными материалами, а заполнение и опорные структуры — более дешевыми полимерами.

«Исследования показывают, что за счет использования нескольких материалов в структуре изделия можно добиваться новых механических свойств и мультифункциональности, например легких изделий с подогнанными под задачу механическими свойствами, мягких и твердых участков в пределах одного изделия, структур с повышенной ударной прочностью», — поясняет материаловед ORNL Видья Кишор.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.