CAMX 2018: Грядут большие перемены

Термореактивная 3D-печать

CW широко освещала тему 3D-печати композитных материалов с использованием термопластичных смол. Но за последний год мы наблюдаем рост печати с использованиемтермореактивныйсмолы. Эта тенденция, похоже, готова к дальнейшему росту, о чем свидетельствует демонстрация крупномасштабной термореактивной печати, представленная Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL) в зонах награждения CAMX и ACE. Разработанная в партнерстве с Magnum Venus Products (MVP), крупномасштабная система термореактивной печати под названием THERMOBOT имеет объем рабочей области 16 x 8 x 3,4 фута. Используя реактивные полимеры, которые полностью сшиваются между слоями, технология THERMOBOT, как утверждается, позволяет получать более прочные печатные детали по сравнению с деталями с частично сплавленным термопластичным слоем. Стоимость сырья также, по оценкам, на 50% ниже. Все проведенные на сегодняшний день испытания проводились с использованием винилэфирных систем от Polynt-Reichhold в рамках корпоративного соглашения о научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах (CRADA) с ORNL.

Благодаря увеличению количества материала в тех местах конструкции, где она должна выдерживать большую нагрузку, сотовая структура с различными диаметрами и высотами ячеек позволяет значительно снизить вес, одновременно повышая жесткость.
Источник: ELiSE (слева) и CW.

3D-печатные формы снова и снова повторяются

Компания Polynt-Reichhold в партнерстве с Cincinnati Inc. и TruDesign (Ноксвилл, Теннесси, США) продемонстрировала еще один качественный скачок в технологии 3D-печати композитных форм. На выставке CAMX было представлено достижение в печати форм не с цельной подложкой, а с решетчатым сердечником, что сокращает время печати, расход материала и стоимость. Фактическая поверхность формы формируется путем распыления на напечатанную на 3D-принтере решетку покрытия TD Coat RT – высокопрочного покрытия, работающего при комнатной температуре, в которое затем обрабатываются окончательные размеры и детали. Это покрытие наносится с помощью распылительного оборудования MVP и доступно в продаже у TruDesign. Важно отметить, что оно обеспечивает сцепление термореактивной поверхности с термопластичной напечатанной подложкой, герметизирует поверхность для обеспечения вакуумной целостности, а также компенсирует значительную разницу в коэффициенте теплового расширения (КТР) между направлением обработки и направлением оси Z напечатанного композита – обычно это ABS-пластик, армированный 20% углеродным волокном. В противном случае, изменения температуры могут привести к изменениям поверхности формы. Представленные выше сегменты пресс-формы были напечатаны компанией AES (Акрон, Огайо, США) с использованием машины BAAM компании Cincinnati Inc.

Компания L&L предлагает экструдированные конструкции для автомобильной промышленности.

Компания L&L Products, Inc. запустила свою продукцию.Непрерывные композитные системы(CCS)Изделия из полиуретановой смолы, изготовленные методом пултрузии, предназначены для применения в автомобильной промышленности, например, для боковых порогов и элементов защиты от ударов. Они заменяют традиционные металлические конструкции, требующие перегородок для обеспечения необходимой жесткости, и отличаются малым весом — на 75% меньше, чем у стали, и на 30% меньше, чем у алюминия — по экономичной цене. В ассортименте представлены профили из непрерывного волокна, включая CCS Set с использованием стекловолокна, CCS Hybrid с использованием специально подобранной смеси стекловолокна и углеродного волокна, а также CCS Extreme с использованием только углеродного волокна. Эти композиты также могут быть объединены с известными клеями L&L в рамках непрерывного процесса, что еще больше снижает производственные затраты и время доставки. Следует отметить, что клеи L&L также используются для снижения шума, вибрации и жесткости (NVH). Помимо автомобильной промышленности, продукция CCS также предназначена для изготовления колпаков лопастей ветряных турбин, а также для промышленного и архитектурного применения.

Компания L&L также продемонстрировала свою систему изоляции для удержания крутящего момента.ТРИ-уплотнениеПродукция для многокомпонентных автомобильных кузовов. Расширяющийся герметик обогащен оксидом алюминия.(Ал)2ТЕ3или оксид алюминия) сферыЭтот уплотнитель обеспечивает надежное крепление для удержания крутящего момента, одновременно создавая изоляцию между разнородными материалами для предотвращения гальванической коррозии и герметизацию от проникновения воды, воздуха и пыли. Изделия TRI-seal, имеющие термосварку для сухих применений или липкую структуру для применений, чувствительных к давлению, могут использоваться на стыках разнородных материалов, в болтовых/заклепочных соединениях и петлях дверей/капотов/задних ворот.

Компания Owens Corning производит филаменты для 3D-печати.

XSTRANDДля 3D-печати были разработаны филаменты с использованием рубленого стекловолокна и полимера полиамида 6 (нейлон PA 6) или полипропилена (PP). Почему именно стекловолокно? «Оно обеспечивает лучшее качество печати, более качественную отделку и лучшие свойства по сравнению с рубленым углеродным волокном, потому что мы разработали более эффективное решение, включающее оптимизированную для каждого типа полимера пропитку волокна», — объясняет эксперт Owens Corning Джей Янг. Он отмечает, что для создания оптимизированной системы полимера, волокон и пропитки потребовались значительные усилия по разработке продукта и выбору материалов. «Это нетривиальная задача, потребовавшая двух лет исследований и разработок». Янг говорит, что в разработке находятся и другие варианты продукта, включая филамент, использующий более высокие температуры и более специализированные полимеры.

Полиэфирная смола с температурой стеклования Tg>250°C

Компания ATSP Innovations (Шампейн, Иллинойс, США) — стартап из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, разработавший ароматические термореактивные полиэфирные смолы Estherm (ATSP). Этот новый класс сополиэфиров, как сообщается, обладает более высокими эксплуатационными характеристиками, чем типичный полиэфир или обычная эпоксидная смола для мокрого формования.

Однако, он также может похвастаться более высокой температурой плавления (Tg>250°C) по сравнению с полиэфирами и винилэфирами, максимальная температура которых составляет 140°C и 160°C соответственно, и эпоксидными смолами, достигающими максимальной рабочей температуры до 200°C. Компания ATSP Innovations сообщает, что композиты, изготовленные с использованием Estherm, позволяют создавать несущие конструкции с температурой стеклования до 285°C. Это фактически больше соответствует фенольным (148-260°C), бисмалеимидным (200-282°C) или полиимидным (260-316°C) смолам. Компания заявляет о еще больших преимуществах, включая очень низкое влагопоглощение, окислительную стабильность, легкую обрабатываемость (низкое пылеобразование), низкую воспламеняемость без наполнителей (предельный кислородный индекс 40%, что выше, чем у фенольных смол) и возможность вторичной переработки, аналогичную термопластам.

Фактически, подобно эпоксидному клею L&L Products LF610, при использовании этого ароматического термореактивного сополиэстера в качестве клея (торговая марка Self-Bond) возможны процессы склеивания и расклеивания, каждый из которых осуществляется с помощью тепла и давления, и эти процессы можно повторять 50 раз без потери прочности. Компания ATSP Innovations объясняет это возможностью, обусловленной процессом склеивания в твердом состоянии, называемыммежцепочечная реакция переэтерификацииСообщается, что Estherm и Self-Bond представляют собой готовые решения, которые можно адаптировать под конкретные потребности заказчика и которые доступны в различных формах. Компания ATSP Innovations опубликовала исследования по обработке этих материалов в композитах и ​​пенопластах, а также по трибологическим и криогенным покрытиям. Разработка этих материалов ведется с 2011 года, и недавно ATSP Innovations получила грант на второй этап своего проекта SBIR, спонсируемого NASA (этап I), под названием «Концепция обратимой адгезии для сборки в космосе».

Интернет вещей для отверждения вакуумных пакетов

Компания Ruiz Aerospace (Лаваль, Квебек, Канада) разработалаЦентр TERVIAСистема оснащена датчиками и возможностью подключения к интернету, что позволяет собирать данные с вакуумных портов, подключенных к хабу, и обмениваться этими данными по Wi-Fi с помощью телефона, планшета или ПК. Зонды собирают данные об атмосферном давлении, вакууме, температуре и влажности под вакуумным мешком и передают эти данные в облако на протяжении всего процесса отверждения через TERVIA Hub. Система может использоваться для проведения автоматизированных тестов на герметичность инструментов и вакуумных мешков. Она также отображает и записывает параметры производства на протяжении всего процесса отверждения. Система также может отображать ход отверждения в зависимости от запрограммированного времени и температуры и отправлять SMS/электронные письма с оповещениями при достижении параметров отверждения или пороговой температуры. По сути, она работает как система горячего склеивания без механизма подачи тепла. Однако, при цене менее 1000 долларов США за хаб, 99 долларов США за три вакуумных зонда и ежемесячной подписке в размере 39 долларов США на расширенную лицензию на программное обеспечение (существуют также бесплатные и более дорогие, настраиваемые варианты), общая стоимость значительно ниже.