众所周知,航天工业的发展水平体现了一个国家科技力量的强弱,发展航天事业是各个国家比拼实力,争夺太空资源的必要手段,航天工业是最早应用3D打印技术的领域之一,那么3D打印对航天工业的发展有哪些助力呢?3.30我们有一场线上盛会,为您揭秘Markforged大尺寸连续碳纤维复合材料FX20如何为最苛刻的制造业(如航空航天、石油、国防、汽车和天然气等)解决生产难题!

行业需要
航天制造中会涉及诸多结构复杂的零部件,比如多腔道、多孔道零件以及曲率多变的叶片叶轮等,传统制造方法面临工艺复杂,材料浪费导致的耗时长、成本高等难题,同时还无法为航天产品满足“更快、更轻、更便宜”的需求,3D打印因其无模具制作和一体化成型的特性,刚好满足这些要求。

同时为了满足航空航天“更快、更轻、更便宜”的需求,随着时间的推移,传统上由铝合金制成的飞机部件越来越多地被复合材料取代,比如碳纤维。现在,波音787飞机的复合材料重量占50%,体积占80%。
为什么航空航天使用增材制造?
随着3D打印部件作为飞机部件飞行,必须最大限度地减少部件的重量,这可以提高燃油效率,同时最大限度地减少二氧化碳排放。比如,用更轻、强度相同的复合材料取代飞机和直升机中的铝制模型,可以很容易地将每个交换部件的总重量降低几磅量级。然而,低重量不能以牺牲部件强度或材料性能为代价,每个制造部件必须满足严格的安全和可靠性要求。3D打印碳纤维增强部件,可以生产出与6061-T6铝强度相同的部件,同时与具有同等强度的金属部件相比,可以显著减轻重量。在高强度和低重量的基础上,用于航空航天应用的材料必须耐腐蚀,并能够持续承受大范围的工作温度。适用于航空航天的材料,如OnyxFR-A、碳纤维FR-A和ULTEM™ 9085等。

航空航天工业受到严格监管,所有飞机部件和材料必须得到批准来自相关监管机构的认证,比如联邦政府航空管理局(FAA)或欧洲航空局、安全局(EASA)。航空航天制造商必须证明他们的部件和材料符合联邦航空局的一系列综合要求测试标准,如强度,耐久性,紫外线、流体灵敏度、振动、可追溯性和火焰、烟雾以及毒性(FST)。通过选择符合测试要求的材料,航空航天制造商才可以进行下一步操作。否则,制造商将不得不重复漫长的资格认证,重新回到起点。
“大”有作为
更大的打印尺寸使航空航天制造商能够将多个小部件组装成单个部件,减少装配次数、零件计数,更大的减少误差。Markforged的大尺寸连续碳纤维复合3D打印机FX20,其构建尺寸为525x400x400mm,设备可打印用于最终用途应用的部件。
FX20采用了ULTEM™ 9085线材,同时结合Markforged独有的连续纤维增强打印技术(CFR),能够快速生产出高强度、高性能、轻量化的零件,满足航空航天、国防、汽车等高尖端领域的标准,是世界范围内的先进技术设备。Onyx FR-A和碳纤维FR-A这两种材料是针对航空航天和国防工业的最终应用而设计制造的,满足飞机内部一系列部件的火焰、烟雾和毒性要求。这两种材料都可以供应FX20设备使用,任何通过FX20加工制造的零件,可以通过NCAMP数据库中获得材料信息,从而更容易获得FAA认证。有了Onyx FR-A和碳纤维FR-A材料,航空航天制造商和其他需要更高水平备案的高度监管行业的企业可以更自由地探索增材制造和高强度连续纤维增强作为最终零件的可能性。
强大的产品性能

FX20作为一款精密的传感器驱动设备,与普通的小型工业3D打印机相比,拥有更多的传感器,在打印零件时不仅速度更快,而且具有更高的精度、可靠性和质量保障。同时,FX20拥有独特的大型加热打印室,其中采用了ULTEM™ 9085阻燃高性能热塑性材料,在Markforged连续纤维增强技术的加持下,能够保持高达200°C的室内高温,不仅能打印出大尺寸零件,零件打印速度也比其他设备默认的速度快8倍,成为3D打印行业中一匹当之无愧的黑马,受到同行的广泛关注!

此外,除了能支持精细零部件的批量打印,FX20也能合并多个零件直接打印和组装。由于市面上许多常见的工业打印,大多以大型零件为主,如管子弯曲模具等,常常因为其尺寸过大而导致需要多次打印。在此过程中,耗费了工作人员大量的时间和精力,降低了产品研发效率。Markforged持续深耕行业发展,致力于突破行业痛点。在FX20的研发和创造中,推出了大尺寸、高精度、支持合并多零件组装的平台,满足单件打印和更长的CFR路径打印,无需耗费额外时间。比如3D打印管子弯曲模具,FX20打印机将原本需耗时10天以上(241小时)的打印时间压缩至4天6小时(102小时)之内,让3D打印部件变得更快速、更高效!
FX20独特的连续纤维增强材料,使零件从端到端实现了进一步增强,为客户大大节省了时间成本,拓宽了产品的使用场景,满足了生产环境的要求,得到了客户的高度赞美!
智能化的服务体验
在3D打印过程中,选择正确的机器来瞄准制造障碍,能够让客户以较低的成本提高产品的生产效率。为了打造出更便利的产品解决方案,Markforged公司全面推出了Eiger Fleet管理软件平台,基于云的软件为客户带来3D打印新方案,帮助客户加速大规模增材制造业务的采用和简化,提供更快的操作效率和可见性,企业级访问管理简化工作流程。

在Eiger Fleet管理软件平台的加持下,用户可以远程控制平台访问零件。同时为了避免打印质量参数的零配件受到影响,平台会利用批量操作和组织范围内的预设,将CAD文件转变为标准化零件。而Digital Forge平台,使得客户不需要深厚的增材制造专业知识,也能利用平台系统,随时随地在FX20中打印出标准化的零部件。Eiger Fleet和Digital Forge将软件敏捷开发的强大威力和快捷速度融入工业制造中,在统一平台上无缝协作硬件、软件和材料组成,为用户构建特定用途的零件,消除设计与功能性零件间的障碍,达到快速制造生产的目的。
广阔的应用前景

FX20作为Markforged公司第一台能够打印ULTEM™ 9085线材的工业级3D打印设备,应用前景广阔。在3D打印过程中,材料的选择至关重要。FX20选用了ULTEM™ 9085高性能材料,不仅具有防火防烟防毒(FST)特性,还能打印高温复合材料,如ULTEM™ 9085、OnyxFR和碳纤维FR等。同时由于ULTEM™ 9085的独特性,也让FX20即使处于暴露的氨、各种工业酸、过氧化氢和焦油等环境中也能继续使用。
此外,ULTEM™ 9085与连续纤维增强的结合,让FX20打印出的零件具有轻量化、高强度等强大优势,达到了航空航天、汽车等高要求生产的标准,拥有广阔的应用场景。自上市以来,FX20作为大尺寸连续碳纤维3D打印机,是世界范围内先进的高强度、智能化技术设备,优质的产品性能使其销量持续攀升,得到用户的一致认可和赞美。
关于我们

华融普瑞(北京)科技有限公司作为Markforged在中国的授权增值经销商提供3D打印全流程、全价值链解决方案,涵盖面向3D打印的拓扑优化、3D打印服务、材料定制、设备定制和3D打印设备研发等核心环节。公司助力众多用户重新定义产品,重塑产品生命周期价值链,用户行业覆盖汽车、航空航天、医疗、消费品和教育等众多领域。通过创新型的自主研发和3D打印应用服务为客户创造价值。