9T Labs menilai AM untuk medis, aplikasi kedirgantaraan

9T Labs (Zürich, Swiss) memproduksi sistem Red Series of Additive Fusion Technology (AFT) untuk fabrikasi komponen polimer yang diperkuat serat terus menerus. Sistem ini memiliki tiga komponen:perangkat lunak desain Fibrify, printer 3D yang disebut Modul Build, dan Modul Fusion yang menggabungkan bagian yang dicetak. Volume build Seri Merah adalah 350 x 270 x 250 milimeter dan material yang tersedia adalah serat karbon/PEKK dan serat karbon/PA12, dengan fraksi volume serat (FVF) 60%.

9T Labs baru-baru ini mengungkapkan detail dari dua studi yang baru saja diselesaikan yang menilai kelayakan penggunaan Seri Merah untuk menggantikan bagian logam yang ada. Salah satunya adalah engsel ruang angkasa dan yang lainnya adalah alat bedah, yang disebut lengan bidik.

Engsel saat ini terbuat dari baja dan memiliki pelat vertikal yang dipasang pada pelat dasar dengan empat lubang pengikat di dalamnya. Studi mengevaluasi optimasi topologi dan desain ulang, strategi multi-tubuh, strategi penguatan, pengurangan berat badan dan analisis biaya. Optimalisasi topologi menghasilkan desain ulang yang dioptimalkan, diikuti dengan pengembangan strategi manufaktur. Keputusan di sini adalah membuat engsel menjadi beberapa bagian — pelat vertikal dan pelat dasar dua komponen — dan kemudian menggabungkannya selama konsolidasi dalam proses "fusi". Perangkat lunak Fibrify memandu pengembangan strategi tata letak serat untuk setiap komponen engsel, yang melibatkan beberapa tata letak untuk masing-masing. Material kombinasi rapi PEKK (35%) dan serat karbon/PEKK (65%). Volume bagian adalah 18,3 sentimeter kubik; berat bagian adalah 27 gram, yang merupakan penghematan 78% dibandingkan dengan versi baja. Analisis biaya produksi 9T Labs mengevaluasi biaya perkakas, material, peralatan, dan tenaga kerja dan menentukan bahwa penggantian komposit akan memakan biaya 50% lebih sedikit untuk diproduksi daripada bagian warisan baja.

Lengan bidik bedah adalah perangkat paduan aluminium berbentuk T dengan banyak lubang di dalamnya, yang digunakan untuk menyelaraskan alat bedah selama operasi. Ia melihat beban mekanis yang relatif sederhana, tetapi mengalami beberapa siklus sterilisasi dan harus mempertahankan akurasi dimensi yang sangat baik. Transparansi sinar-X juga penting. Strategi layup berfokus pada pengembangan permukaan luar yang kuat dan stabilitas dimensi lubang, yang dicapai dengan menghubungkan lubang secara langsung melalui penempatan serat. Desain akhir menampilkan 90 lapisan yang diproduksi secara aditif untuk menciptakan ketebalan 20 milimeter. Bahan PEKK rapi (60%) dan serat karbon/PEKK (40%). Volume bagian adalah 62,5 sentimeter kubik; berat bagian adalah 88 gram, yang merupakan penghematan berat 48% dibandingkan dengan versi aluminium. Analisis biaya produksi yang dilakukan sama seperti untuk engsel kedirgantaraan dan menunjukkan potensi penghematan hingga 68%.