Bagaimana Pengaruh Pencetakan 3D terhadap Manufaktur Komposit?
Menurut 3D Science Valley's Market Watch, material komposit telah menemukan tempat dalam berbagai aplikasi. Mereka menyediakan bahan dan metode yang telah terbukti untuk pembuatan berbagai komponen berharga, terutama komponen utama pesawat. Penerapan material komposit masih terus berkembang, dan hari ini, pencetakan 3D sedang mempercepat kemajuan ini. Perkembangan teknologi manufaktur aditif menyediakan cara untuk membuat suku cadang dari material komposit tanpa memerlukan cetakan, dan pada saat yang sama, manufaktur aditif memberikan opsi baru untuk metode manufaktur industri material komposit.
Manufaktur komposit yang lebih fleksibel
Tren perkembangan manufaktur aditif pencetakan 3D menuju tingkat pendalaman multi-dimensi, menghadapi aplikasi produksi massal, dan meluas ke sisi aplikasi. Jalur pengembangan menuju industrialisasi adalah kombinasi material baru dan proses manufaktur baru.
“Komposit ” umumnya mengacu pada bahan matriks polimer termoset atau termoplastik yang diperkuat dengan serat kontinu atau terputus-putus, biasanya serat karbon; serat kaca; atau serat alami seperti serat goni, rami, aramid, atau basal.
Dalam industri pesawat terbang, misalnya, pada tahun 1970 pesawat tidak memiliki bahan komposit, dan saat ini Boeing Dreamliner adalah komposit 80 persen. Selain itu, dalam industri otomotif, misalnya, GE mampu mengganti banyak suku cadang baja bebas tegangan pada mobil, seperti bemper dan rumah filter udara, dengan suku cadang plastik pada 1980-an. Suku cadang komposit serat karbon yang diproduksi secara aditif dapat berhasil menggantikan banyak suku cadang yang ada dengan cara yang sama.
Sehubungan dengan industri pesawat terbang, peluang paling awal untuk pencetakan 3D komposit serat karbon di bidang otomotif mungkin jatuh pada bagian-bagian seperti spoiler, roda kemudi atau gagang pintu, dan kemudian secara bertahap beralih ke penggantian komponen struktural besar.
Bagi penonton, pasar akhir yang paling berharga untuk komposit saat ini adalah dirgantara. Di luar angkasa, komposit digunakan dalam berbagai bagian dan struktur, termasuk kulit badan pesawat, stringer, dan bingkai; struktur sayap, termasuk kulit sayap, spar, dan stringer; dan struktur ekor; dan komponen yang lebih terpisah, Seperti di sekitar jendela, komponen interior, termasuk kompartemen penyimpanan bagasi dan partisi interior. Dinding di dalam pesawat juga sering terbuat dari material komposit.
Pada saat yang sama, pasar akhir lainnya dalam hal volume material termasuk industri tenaga angin, seperti bilah angin yang terbuat dari material komposit.
Untuk manufaktur komposit, peran manufaktur aditif adalah untuk membuat bagian lebih efisien dan lebih cepat yang mungkin tidak mungkin dilakukan dengan manufaktur komposit yang ada ketika bagian diskrit atau manufaktur volume rendah dipertimbangkan. Manufaktur aditif memungkinkan hal ini, dan melalui penggunaan serat kontinu dalam aditif, elemen kekuatan dan kekakuan akan diperkenalkan, yang membawa aspek penerapan komponen ke tingkat berikutnya.
5 teknik untuk komposit pencetakan 3D
1. Impregnasi di tempat: Serat kering dimasukkan ke dalam nosel sementara bahan matriks disuntikkan dengan satu atau lebih sarana aliran masuk selama pengendapan dengan ekstrusi bersama. Matriks diperkenalkan dan dipanaskan dan serat diresapi in situ sebelum pengendapan.
2. Co-ekstrusi dengan menjulang: alih-alih serat kering, pita prepreg/prepreg tipis dimasukkan ke dalam nosel, dipanaskan, dan diekstrusi bersama dengan bahan matriks lainnya. Biasanya, matriks pada keduanya sama dengan matriks pada koekstrusi. Anisoprint adalah pengecualian, di mana matriks prepreg adalah termoset sedangkan koekstrusi adalah termoplastik.
3. Ekstrusi Towpreg: Masukan stok derek dipanaskan dan diekstrusi tanpa bahan lain.
4. Konsolidasi in-situ: Proses ini mirip dengan versi penempatan serat otomatis (AFP) yang diperkecil untuk termoplastik, di mana pita penarik/prepreg termoplastik yang masuk diawetkan di tempat saat disimpan. Selama proses pengumpanan, bahan mentah dipanaskan oleh sumber energi eksternal di nosel, kemudian ditempatkan dan dikeringkan dengan roller tekanan selama proses pengendapan.
5. Impregnasi sebaris: Mirip dengan gulungan filamen 3D, serat diresapi saat dikirim ke kepala cetak. Seperti halnya ekstrusi derek, deposisi terjadi melalui nozzle.
Pengembangan aplikasi pencetakan 3D komposit
Jadi part apa saja yang bisa dibuat komposit sekarang, atau mungkin akan lebih mudah karena proses AM-Additive Manufacturing?
Berbagai kurung dan pengencang digunakan secara luas di industri kedirgantaraan - terutama di beberapa struktur penerbangan. Misalnya, serangkaian bingkai dan stringer di dalam kulit badan pesawat. Di bawah rezim manufaktur saat ini, pengencang mekanis diperlukan untuk menghubungkan rangka dan struktur ke kulit badan pesawat. Ini saat ini sedang dilakukan dengan menggunakan berbagai braket dan pengencang yang kompleks serta perangkat keras lain yang dibuat menggunakan fabrikasi komposit tradisional (cetakan kompresi) dan dapat melihat ini dilakukan lebih efisien melalui pembuatan aditif di masa depan tergantung pada volume dan kebutuhan material pekerjaan ini.
Tentu saja, tidak hanya dalam skenario aplikasi skala besar seperti pesawat, tetapi bahan komposit pencetakan 3D juga memiliki ruang aplikasi imajinatif dalam skenario kecil.
AM-Additive Manufacturing membuat komposit semakin praktis untuk komponen manufaktur yang lebih kecil, lebih kompleks, dan bervolume rendah. Produsen komposit Hexcel, misalnya, juga menggunakan proses manufaktur aditif komposit “HexAM” perusahaan untuk mencetak komponen kendaraan udara tak berawak (UAV) cetak 3D.
Tetapi jika menyangkut volume rendah, suku cadang yang agak rumit, suku cadang yang lebih dapat dibayangkan mungkin merupakan pengganti suku cadang logam mesin masa kini. Penggantian bagian logam dengan komposit telah menjadi cara kerja industri komposit selama sekitar 50 tahun. Namun, tantangan yang dihadapi oleh bahan komposit yang diproduksi secara aditif untuk menggantikan produk logam perlu diatasi.
Penyedia layanan pencetakan 3D
Ada banyak penyedia layanan pencetakan 3D di pasaran saat ini. Kehadiran pabrikan tersebut membuat masyarakat merasa kewalahan saat memilih jasa cetak 3D. Di akhir artikel, saya akan merekomendasikan Anda penyedia layanan pencetakan 3D profesional – Mesin JTR . Ini adalah salah satu perusahaan percetakan 3D terbaik di Cina. Mereka menyediakan pelanggan dengan solusi produk lengkap sesuai dengan kebutuhan mereka, dan memilih untuk menggunakan pemrosesan pencetakan 3D atau pemrosesan CNC tradisional sesuai dengan karakteristik produk. Lengkapi suku cadang dan produk dengan cara yang paling benar. Jika Anda membutuhkan penyedia layanan pencetakan 3D profesional untuk menyelesaikan masalah produksi Anda, silakan hubungi kami.
