Thermwood的增材打印技术取得新的进展

作者:本刊编译 发布时间:2021-06-09
Thermwood推出了新型LSAM增材打印技术,这项技术确保了大型热塑性打印层之间的完美融合,并首次实现了对打印温度的全自动化控制。

Thermwood的LSAM增材制造系统目前已经能够生产出适合众多行业应用、几乎完美融合的大型热塑性复合材料结构,这在很大程度上要归因于一种所谓“层时间控制”的专利特征,随着这项技术取得新的进展,现在,这种完美融合的结构变得更好且更容易实现。

在打印热塑性材料时,每一种聚合物都有其理想的打印温度,层与层之间的最佳融合就是在此温度实现的。新的系统不仅能够自动达到这一理想温度,而且能够精确地维持这一温度。

热传感器层自动化系统

名为“热传感器层自动化”的系统,在添加新的打印珠之前,连续地测量打印层的温度,这样,机器就可以自动调整进给速度,利用“层时间控制”,在达到最佳层间融合所需的完美温度或接近这一温度时进行打印,这样就可以打印出高质量的部件。此前,这些调整主要依赖于操作者的技能和判断力,而现在,这些调整过程不仅完全自动化,而且更加精确。

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Thermwood的热传感器层自动化系统 

这项新工艺采用非接触式温度传感器,传感器为伺服控制,绕打印喷嘴旋转,在移动的打印喷嘴前不到半英寸的地方,连续地测量当前打印层的温度,从而在层间融合的瞬间提供精确的温度反馈,确保在每一层每一点上的结合都具有完整性。

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层时间控制 

利用一种先进算法,可以对来自探针的数据进行处理,用于调整每一层的打印速度。这种算法不仅要考虑打印点的温度及其与目标温度的比较,还要考虑部件随其生长而不断变化的几何形状。打印速度不再被定义在打印CNC程序中,而是在打印过程中由LSAM控制系统本身不断地进行调整,以适应打印环境的变化,这非常重要,因为没有办法确切地知道在创建一个程序时,打印环境会是怎样的,或者,在有时漫长的打印过程中,环境是否会发生变化,从而让操作人员去实现打印温度并不断地维持这一温度——而这,不是一件容易的事。

打印温度自动控制

利用Thermwood的新系统,现在,最佳的打印温度是储存在控制系统中针对每一种聚合物的打印参数的一部分,而且是在聚合物首次获得打印资质时即被确定下来。为了采用适当装备的LSAM 打印特定的材料,只需要加载一个部件的打印程序,指定材料,开机即可。整个打印构建过程,包括所有的温度控制,都是自动化的。

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聚合物熔体参数

与目前可能和最好的打印过程相比,该系统实现了对基本打印过程的更严格的控制,它完全自动化,不需要机器操作人员来输入或调整数据。

另一个优势是,打印过程中的温度数据有多种形式,一个数字读出显示器,实时显示当前的温度读数,以及所打印层的平均温度。这些显示为彩色编码,这样,操作人员一眼就能看出打印程序是否在温度允许的范围内。打印完成后,可以得到一份详细描述每个打印层打印温度的曲线报告,这份文件可以为验证更多的关键部件(如飞机上的飞行部件)提供所需的质量控制基础,以进一步扩大LSAM 打印的能力和潜在用途。

实时温度测量与控制

另外值得一提的是,这项新的技术进展首次在基于挤出机的大型增材制造中实现了对层融合时的温度进行测量与控制,从而为重点围绕基于挤出机的打印工艺的最核心部分而开展更深入的研究带来了可能。利用这项技术而开展的研究,应该有助于更好、更透彻地理解打印和层融合过程,这是该新兴产业的核心。

Thermwood确信,这一基础技术的重大进步,不仅将使大型增材制造变得更好,而且对于广泛的新用户而言更加实用。它使得一个曾经复杂的高度专业化的工艺变得更加自动化,让几乎所有的人都能生产出相比过去依靠高技能人才所能制造的最好部件还要好的部件。

可以改装

目前的LSAM 客户,可以将他们现有的系统升级为新的热传感器层自动化系统。

总之,基于“热传感器层自动化”的大型复合材料增材制造现已成为一种有价值的新的生产工具,适用于更广泛的制造领域,它不再是少数专业性人才的专利,而是适合任何人使用。

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