Fraunhofer的混合LightFlex系統可以3D打印具有注塑強度的產品

德國Fraunhofer生產技術研究所（IPT）的工程師們正在開發(fā)一種創(chuàng)新方法，以具有注塑成型產品承載強度的3D打印零部件。該項目由德國聯邦教育和研究部（BMBF）資助，被稱為“LightFlex”。

圖：LightFlex項目制造的混合材料承重零件

奧秘在于兩種材料的結合
LightFlex研究計劃來自于開發(fā)定制承重零部件的需求。目前，大多數承重部件仍然采用注塑成型工藝制造，這些工藝能夠將塑料材料與纖維增強聚合物結合起來以獲得必要的強度。然而，使用注射成型的缺點是零件必須大批量生產以彌補較高的模具成本，這意味著市場上的大部分承載部件都是標準化的，因此并不總是適用于定制應用。

而3D打印/增材制造技術提供了制造定制化零部件的好處，而不需要昂貴的模具成本，但是由于3D打印在所成型的零部件的強度和耐用性方面仍然有限，這不可避免地限制了該技術用于生產承重零部件的應用空間。

然而，德國研究人員利用LightFlex提出了一種創(chuàng)新的方法，可以在不犧牲強度的情況下實現定制承重部件的3D打印。這個過程主要由使用標準增材制造技術來完成定制形狀的制造，然后用一片纖維增強塑料（也稱為Organo片）來增強其承重性能。

通過用Fraunhofer IPT專有的PrePro系統可以切割有機薄板，該系統能夠切割加固3D打印零件所需的確切形狀和尺寸。研究人員說，PrePro系統有助于最大限度地減少浪費，并“能夠大量節(jié)約碳纖維，降低能耗”。一旦纖維增強塑料被切割成尺寸，它可以使用熱成型工藝與3D打印的零部件相結合成為一體。

不過要將不同的材料在低能耗的情況下有機的結合在一起并非易事。亞琛的科學家需要收集生產過程中要結合的兩個組分的過程數據，來建立即時分析的生產反饋系統。因此，整個工藝鏈的數字雙胞胎可以確保生產部件始終如一的高質量。

隨著研究所LightFlex系統的實施，制造商將能夠3D打印小批量承重部件，甚至可以在原型設計階段對零件的設計進行調整和進行最后一刻的更改，而不必損失其強度。

來源：3D科學谷

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