通过打印模具优化的带加强筋中空复合材料

Addyx（意大利基耶蒂）是WSM-170水溶性可膨胀芯棒材料的开发商，该材料可实现中空复合材料结构。该材料被转化为长丝，Addyx 使用标准熔融沉积成型 （FDM） 打印机制造芯轴，然后客户可以使用它来创建手糊预浸料部件或干式增强预制件，以用于树脂灌注或树脂传递模塑 （RTM）。 WSM-170 还可以与 Addyx 的专利碳外骨骼技术一起使用，该技术可以在模制空心部件内部一次性加工纤维增强复合肋骨。“我们使用拓扑优化程序来分析复合材料部件，”Addyx 的客户服务代表 Deborah Peca 说。“我们确定了应力最大的区域以及肋骨中需要更高密度的区域，包括负载转移区域。然后，我们与客户一起完成零件的工程设计，并在3D打印心轴中完成肋骨的最终定位和图案。 在层压过程中，首先铺设肋条，然后完成铺设。肋骨可以使用丝束或单向纤维，碳纤维外骨骼部件也使用长丝缠绕制成。可以使用高压灭菌器、烘箱或加热压力机固化完成的铺层，然后将芯棒溶解在不含化学试剂的水中。 “我们还增加了滚塑成型技术，以生产批量生产的心轴。” “碳外骨骼用于生产结构部件，其中内表面不必光滑，”Peca 指出。“与使用三明治芯材或额外的加固层相比，中空结构内部的肋条以更轻的重量和成本增加了刚度。这种方法可用于升级管状部件，例如自行车框架组件、赛车运动翼型和空心底盘构件，以及汽车座椅结构。关键是你要提高一个非常轻的结构的刚度。 Peca说，碳外骨骼技术可以改变肋骨的厚度、宽度和密度，而拓扑优化定义了这些参数以及它们在结构中的排列，以确保以最小的材料使用和重量获得最大的强度。其优点包括将铺层时间减少多达 30%，浪费减少多达 15%。 值得注意的是，WSM-170芯棒可承受高达180°C的固化温度，并在固化过程中施加压力后变成膨胀膜。“这消除了对内部真空袋的需求，”Peca 说，“并且能够实现出色的压实性，并且不仅能够集成肋条，还能够集成紧固点，包括金属紧固件。 “我们还增加了滚塑成型技术，以生产用于批量生产的心轴，”她继续说道。“3D打印方法更多的是原型和小批量生产。例如，滚塑成型为航空航天领域的应用提供了更大的批量生产。我们正在推出这种新的心轴生产工艺，并已启动了第一批项目。 滚塑工艺使用供应商的机加工铝模具。“我们将WSM-170聚合物放入模具内，但以粉末形式存在，这也比将其转换为3D打印线材便宜，”Peca说。“然后，我们在机器中加热并旋转模具以创建心轴，这在 20-30 分钟内完成。我们每天可以以可承受的成本生产大量的心轴。