[3D列印幫大忙]

專精於多軸加工機製造的美國公司Thermowood與飛機製造商Bell(貝爾直升機公司)相互合作,再次利用Thermwood的3D列印機技術向把大型的模具製作的可能性前推進一步。

在航空產業中,漫長的模具製造時間限縮了新產品開發的可能性與挑戰性,因此貝爾與其他飛行零件製造商開始尋找新的方法來製造模具。在這個真實案例裡,Bell找上了Thermwood,這無疑是找到了3D列印產業裡專攻大尺寸列印的專家了。

Thermwood與Bell討論後決定使用他們的LSAM 60mm melt core技術來快速製造大型的模具以符合Bell的要求—生產直升機的螺旋翼模具。這包括了以下的幾個條件,表面光滑度達32RM以上,在攝氏182度C(約華氏360F)耐90psi(約6.1大氣壓)還有極小的公差以便於兩個模具接合。這個案子尺寸也是十分驚人,模穴尺寸長度約有6公尺長、35公分寬,高度約43公分。Thermwood使用的是含25%碳纖強化PESU材料,是專門為LSAM技術使用的專用材料。這種強化碳籤材料十分適合用在模具製作上,他的玻璃轉化溫度(Tg)超過攝氏204度c並且可以輕易承受航太零件需要的360F/90psi條件。Thermwood還告訴我們,生產半付模具只需要三個小時又八分鐘。這終究還是得歸功於最近新置的60mm melt core技術,加大的出料口提高了生產速度並創下了列印542磅(約246kg物件的最短時間紀錄。

據悉,這個新置的6公分出料口每小時可以產出217-258kg也就是說每分鐘可以列印出30公尺長的21×5公厘大小的標準3D珠粒(print bead)。這個列印速度不只是加快了列印的速度,也讓這些所謂的3D珠粒符合零件的長度同時也減少了熱膨脹。

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Thermwood的獨特的支撐設計包含了內部的支撐結構但並未碰觸到模穴的背面,Thermwood表示這是為了在高壓爐內讓空氣在已成型的零件下方自由流動,以利零件成型。這種支撐結構的設計無法用傳統製造方式來做但對AM技術而言卻再簡單不過。

當模具完成了3D列印後,會再進入另一個加工程序包含了裁切與鑽孔,大約耗時40小時左右。當零件完成時,Bell發現它符合了在高壓釜加工的真空條件並不需要再做密封塗裝。Bell的製造部經理James Cordell盛讚這樁協同合作的專案完全顛覆了舊有的製造方法(game changer),從列印、加工和到使用模具只需要幾週的時間來替代原本需要的幾個月的時間,這將會是革命性的改變未來我們製造模具的方法。

由於第一個半付模具成功的被列印出來,Thermwood將會進行第二個另一半的模具製作,一旦完成之後,Bell會使用特殊的粘結劑來結合整付的螺旋槳葉片,這也是我們首次在航太業界我們將看到的嘗試。Thermwood與Belll還會進行更多的模具測試以驗證模具材料還有LSAM的產能來製作更多大型的航太零件。Thermwood的創辦人兼CEO Ken Susnjara也告訴我們,這是一個非常令人振奮的結果。這不僅僅是把AM技術提升到一個新的階段,也打開了一個許多年前我們想望的一個機會的窗口。

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授權中文版編譯聲明

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