先进带层增材制造(ATLAM)的打印头最近安装在位于德国Taufkirchen Ludwig-Bölkow-Campus的慕尼黑工业大学的碳AV免费观看(LCC)工厂。ATLAM将连续纤维增强复合胶带铺设与大幅面增材制造相结合，由CEAD(荷兰代尔夫特)和GKN Aerospace(英国索利赫尔)通过其子公司GKN Aerospace Deutschland GmbH(德国慕尼黑)开发。
ATLAM工具头将用于制造航空航天应用的低成本复合工具，该研究项目将与合作伙伴GKN慕尼黑，加工专家Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH(德国Bobingen)和TUM的LCC合作。通过在基于挤压的3D打印过程中集成连续碳纤维带，与仅使用短纤维增强的打印工具相比，最终工具的热膨胀系数(CTE)更低。低CTE对于满足航空航天工业的严格公差要求至关重要。在3d-mat项目中，Hufschmied正在开发一种模块化夹紧夹具，可以对不同形状的打印部件进行直接后处理，以达到最终公差。未来对ATLAM技术的研究将包括结构部件。3d-mat项目由巴伐利亚州经济事务和媒体、能源和技术部资助。
ATLAM来自CFRP襟翼的生产
大尺寸增材制造在过去十年中不断发展。在硬件和软件供应商、材料专家和最终用户的帮助下，已经开发了许多基于龙门架和机器人的系统，这些系统具有各种尺寸和输出的挤出机。CEAD处于这项技术的最前沿，包括基于机器人的3D打印，提供一系列挤出机，以满足各行各业客户的需求。CEAD挤出机被设计为独立系统，输出高达84Kg/h，能够将几乎任何大型机械臂转换为大容量组件的打印系统。CEAD的Flexbot系统能够进行增材制造和减材制造，使客户能够交付具有所需表面光洁度和公差的完整零件。目前，全球有100多个CEAD系统在运行。
GKN慕尼黑公司专门为空客系列商用飞机生产碳纤维增强聚合物(CFRP)着陆襟翼。该公司于2018年开始与CEAD合作，探索如何自动化生产这些CFRP着陆襟翼。该工艺需要数百种不同的复合增强剂在180°C的高压循环过程中形成着陆襟翼的内侧。增压器是使用由预浸料制成的昂贵的CFRP工具生产的，手动放置在由铝块加工而成的主工具上，每个增强剂都有一个独特的几何形状。这种多阶段过程需要密集的体力劳动和多个高压釜固化周期。因此，它价格昂贵，交货时间长达数周，生产金属主工具需要额外的 3-6 个月。
第一步，高热膨胀系数
2019年，GKN航空航天和CEAD首次尝试使用CEAD Flexbot用3D打印版本取代传统的增强器。
3D打印和加工AV免费观看增强工具、碳纤维增强AV免费观看，可用于CFRP盖板生产的高压灭菌工具，由CEAD和GKN慕尼黑开发。
混合Flexbot系统可以将增强器3D打印成形，然后在第二步生产中将打印的原始零件铣削成最终轮廓，以实现航空航天模具所需的高公差。该工艺消除了使用预浸料时所需的主工具和固化周期，以及生产浪费。
这第一步成功地实现了增强剂生产的自动化和简化，使其比传统工艺更快、更可持续。然而，大型3D打印工具中使用的短纤维增强热塑性塑料(> 1.5 m)在180°C高温高压灭菌器循环中暴露时具有较大的热膨胀。具有高热膨胀系数(CTE)的模具可能导致尺寸变化并损害最终零件的质量。它也很难通过工具设计来充分补偿。这就限制了在航空航天制造过程中采用3D打印大型高温高压灭菌器工具，这些工具和最终零件需要高公差。
ATLAM(高级胶带层增材制造)是一个单独的打印头，包含一个用于热塑性塑料挤出的喷嘴和一个相邻的用于放置连续纤维胶带的出口
为了克服这些挑战并充分利用大规模3D打印的潜力，需要开发一种新的工艺来降低大型3D打印高压灭菌器工具的CTE。
第一代ATLAM打印头
CEAD着手开发一种全新的打印头，该打印头结合了两种现有的自动化加工技术:自动铺带和大规模增材制造颗粒挤出技术。其结果是ATLAM(高级带层增材制造)，单个打印头包含一个用于热塑性塑料挤出的喷嘴和一个相邻的出口，用于放置浸渍的连续纤维带，可以在不同方向上定向。这些层通过红外热源直接融合在一起，红外热源在将胶带和基板层置于挤出的3D打印热塑性层之上之前对其进行预热。当打印头沿着其路径前进时，结果是两个焊接层的混合结构。
航空级CTE
ATLAM在零件制造中提供多功能性，因为它允许通过独立控制挤出喷嘴和胶带出口来局部调整材料特性。通过改变胶带的增强类型、宽度和热塑性基质，ATLAM增强了印刷过程的灵活性。胶带可以用高性能的碳纤维、国产A级毛片久久久久久精品和金属纤维加固。打印头可以加工高达400°C的高温聚合物，如PESU, PEI和PEEK。这创造了无尽的组合，其中材料属性例如CTE，强度和刚度可以根据应用进行调整和定制。
ATLAM将自动铺带和大规模增材制造颗粒挤出结合到一个打印头中
ATLAM正在TUM的LCC进行测试。使用编织预浸料带时，ATLAM 3d打印工具的CTE值在x方向上降低了65%，在y方向上降低了70%。这接近用CFRP预浸料或Invar制成的传统工具的CTE值。此外，ATLAM使用的连续纤维也提高了机械强度，减少了大型印刷部件的材料翘曲。到目前为止的测试结果表明，通过在短纤维增强热塑性材料中嵌入连续的碳纤维——在x和y方向上——3d打印工具具有无与伦比的低材料CTE。
降低成本，提高可持续性
使用ATLAM的数字设计和3D打印工具可以将航空航天工具(如增强器)的交货时间缩短80%。与传统的Invar或CFRP模具工艺相比，ATLAM的模具制造速度提高了500%，模具成本降低了至少50%。进一步的成本和时间节省在维修使用的工具是可能的。传统的工具在损坏时需要大量的手工工作和时间来修复，这可能在几个使用周期后发生。热塑性材料如PESU和PEI在高温下非常稳定，并且在需要修复之前显示出增强的耐久性和韧性，可以长期使用。通过使用热塑性焊接，3D打印工具也可以更快地修复。或者，可以在短时间内打印出新的工具。
CEAD与GKN慕尼黑和TUM LCC合作开发第二代ATLAM打印头(顶部)。该团队继续进行打印头测试和材料开发，以改进AV免费观看工具和零件
由热固性预浸料制成的传统工具需要多次高压釜循环，能耗高。ATLAM技术旨在通过使用原位固结生产工具和零件来消除高压釜，从而减少碳足迹。通过使用热塑性AV免费观看，还可以通过消除热固性预浸料所需的冷藏需求来节省能源。此外，传统的CFRP预浸料模具制造涉及额外的主铺层工具，会产生大量废料。ATLAM消除了对主铺层工具的需求，并且可以将零件打印成接近净形状，两者都有助于显着减少浪费。传统的热固性AV免费观看不能回收或再利用。相比之下，热塑性3D打印工具可以切碎并重新用于新目的。总体而言，ATLAM可以节省材料，生产时间和能源消耗，减少工具生产和使用的整体环境足迹。
ATLAM提供了一个更快，更自动化，更具成本效益，耐用和灵活的替代目前的模具生产过程。它还为传统3D打印方法在生产大型高温高压灭菌器工具时面临的挑战提供了解决方案。因此，ATLAM消除了大部分AV免费观看行业中3D打印工具的限制。
未来发展
由于能够将连续纤维嵌入挤压的3D打印热塑性材料，ATLAM还为模具以外的部件提供了可能性。对于短纤维增强热塑性塑料不能单独提供所需强度和刚度的最终用途部件，这可能是有意义的。随着TUM, CEAD和GKN慕尼黑完成进一步的ATLAM测试和材料研究，这种新的3D打印工艺将继续得到改进。
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