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机器工位测量提高大型增材加工效率

发布时间: 2020-07-09 15:58:03   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

在印第安纳州南部的Cornfields,热木公司(Thermwood Co.)正在制造独特的大型增材制造(LSAM)设备。 LSAM机器可用增强热塑性复合材料生产大到非常大尺寸的部件,创造了用于航空航天、汽车、铸造和海洋工业的工业工具、作品(masters)、图案、模具和生产夹具。

图5.  热木LSAM机器打印,修剪和探针

CAPPSNC 软件将计量数据反馈给NC控制器,并根据它们的变化调整工作偏移和其他机器参数。 测量和机器调整变得自动。

LSAM工艺是机器设计和材料科学的独特组合。工人们在室温下放下一大串热聚合物。该公司将此描述为控制冷却的练习-聚合物冷却,而不是打印头输出,决定打印速度。打印头输出决定了在可用的层时间内可以打印多大的部件。激光扫描打印头是可用的,可以打印超过500磅(228公斤)每小时,这使得非常大的部件打印能力。热木制造的LSAM机器的工作面积从10×10’(3.05×3.05米)到10×100’(3.05×30.5米)。这些机器都打印和修剪热聚合物组件。该过程被称为垂直层打印(VLP)。 使用大的打印珠加上热木的专利压缩轮,它创造了坚实的,完全熔化的,几乎没有空隙的印刷结构。 这些结构可以在高温高压釜中维持真空,而不需要昂贵的涂层。

2019年,波音公司代表空军研究实验室(AFRL)联系了总部设在印度戴尔的热木,以评估LSAM是否有能力减少制造用于制造复合航空航天部件的高压釜工具的时间和成本。最初的演示样品是AFRL概念机的机身外皮。LSAM对高压釜模具的主要吸引力是速度-与传统加工所需的周或月相比,在几天内生产完整工具的能力。 LSAM设备还可以打印大型部件,从而减少装配时间和成本。波音和AFRL 3D打印了一个大型工具的一部分,以评估LSAM的功能。 在热木的LSAM演示机上,中尺度工具长度为4’[1.22米]及长度为10’[3.05米]最终工具,用40毫米打印芯打印,所用材料为25%碳纤维增强聚醚砜(PESU)。[s1]

 

图6. AFRL概念机及机身外皮

初始测试工具具有与最终模具相同的宽度、高度和珠子路径,包含了最终模具的所有主要特征,但压缩了长度。 中等尺寸工具应用了一个里程碑的成就,第一个使用VLP高温工具打印。它需要5小时和15分钟的打印时间,打印重量为367磅(166.5公斤)。加工完成后,对刀具进行了表面轮廓探测,并对其真空完整性进行了测试。该工具通过了室温真空试验,达到了尺寸表面轮廓公差。全尺寸工具打印重1400磅(635.03公斤)部件需要18小时。波音和空军正在仔细记录该项目的所有操作参数,以将技术过渡到生产计划。

图7.  CAPPSNC软件的优点之一是能够将它收集的计算计量数据转换为加工参数,并直接更新控制器

陆培华编译自: Thermwood Co. June.23,2003,SME


 

 

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