一種復合材料的直升機部件采用3D打印的聚砜(PSU)模具 zund L-1200-acrylic 台中雷射雕刻－周均生焦點新聞熱搜

在Thermwood Corporation公司、Applied Composite Engineering(簡稱“ACE”)公司、Techmer PM公司以及美國普渡大學復合材料制造與仿真中心的共同努力下，一種復合材料的直升機部件已在一幅3D打印的聚砜(PSU)模具中被生產出來。

采用Techmer PM公司提供的碳纖維增強材料，該模具在Thermwood公司的大型增材制造(簡稱“LSAM”)設備上被打印出來。利用該3D打印模具，ACE采用正常的生產工藝，在熱壓罐中生產出了直升機部件。

雖然聚砜(PSU)是適合這項應用的理想材料，但這些合作伙伴認為，這是次將聚砜(PSU)用于3D打印。由于聚砜(PSU)的加工溫度以及需要的扭轉力要高于普通聚合物的擠出要求，因此擠出機和LSAM設備上的打印頭都得到了特殊設計，以滿足超高溫、大扭矩的運行要求。

　　由于不需要使用除正常模具準備和脫模劑以外的特殊涂料，憑借372℉(約188.9℃)的玻璃化轉變溫度，這些合作伙伴相信，這種特殊的聚砜(PSU)配方能夠在高達350 ℉(約176.7℃)的溫度下加工部件，這一溫度對于加工目前大約95%的復合材料部件是足夠的。

　　這些合作伙伴還需要做一些測試，以確定這種材料在此溫度下的適用性和耐久性。他們還計劃對聚醚砜(PES)進行評估，因為聚醚砜(PES)可以在更高的溫度下進行加工和運行。

　　近，在于美國田納西州諾克斯維爾舉行的AM 2017增材制造大會上，這種聚砜(PSU)模具及其生產的部件得到了展示。

　　與傳統方法的比較

　　這項合作的另一有趣之處是，ACE 采用傳統方法制成了用于同一部件的模具，并在成本和制造時間方面與增材制造的模具進行了比較，結果令人震驚。

　　增材制造的材料成本降低了34%，而且所需的生產時間明顯更短。增材制造的模具僅需3天便構建完成，而傳統方法制造的模具需要8天時間。如果部件較大，還需要在傳統模具中增加支撐結構，這又將增加2天時間。相比之下，較大型的增材制造模具不需要支撐結構。

　　這項合作的目標是，為高效而可靠地3D打印出生產用的復合材料模具開發相應的材料和工藝，以使3D打印的模具能夠在熱壓罐中的高溫下運行。初步結果表明，他們正日益接近這一目標。

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