【复材资讯】大容量3D打印新工艺
Q.Big 3D 的 Queen 1 系统在一个多月的时间内完成了全飞行模拟器的完整驾驶舱组装，实现了快速构建、高表面质量和尺寸精度。
由Q.mid GF25 玻璃纤维制成的 3D 打印驾驶舱组件。3D 打印驾驶舱组件由 Q.mid GF25 玻璃纤维制成。
Reiser Simulation and Training GmbH（德国伯格）最近委托 Murtfeldt Additive Solutions GmbH（德国 Kusterdingen Murtfeltt AS）为全飞行直升机模拟器生产模块化驾驶舱。驾驶舱是通过 Murtfeldt 的 Queen 1 增材制造（AM- additive manufacturing ）系统从 Q.Big 3D（德国阿伦）成功制造的，这是一种可变熔融颗粒制造（VFGF-variable fused granulate fabrication ）工艺，通过3D 挤压打印实现大型部件的生产。
该项目的目的是克服以往传统制造战略的局限 性；传统的基于模具的工艺，尤其是对于大体积部件，通常会产生高的加工成本和长的交付周期。根据相关公司的说法，对于这样的项目，这样的项目通常需要 3-6 个月才能完成。此外，传统的熔融沉积建模（FDM-fused deposition modeling）打印机通常不能生产大体积的 3D 组件，具有不经济的构建速率，并且使用含有细丝的材料，与颗粒 3D 打印机相比，这些细丝通常每公斤贵七倍。
通过使用 3D 挤压打印机进行生产，消除了工具成本，可以在短的摊销期内实现新的构建策略（如新的部件几何形状），并且与 FDM 打印机相比，可以使用 3D 打印中不含细丝的市售标准颗粒。
由此产生的模块化驾驶舱组件以 2.260×1.780×1.705 毫米的尺寸进行了 3D 打印。驾驶舱框架由芳香聚酰胺制成，玻璃纤维含量为 25%（Q.mid GF25），具有高尺寸稳定性、高达 200°C 的温度稳定性、高刚度和优化的可涂装性，驾驶舱重量仅为 200 公斤。所有组件的制造只花了一个多月的时间，然而 Murtfeldt AS 预计通过优化工艺链，后续项目的建造时间会更短；由几个 Queen 1 机器组成的打印机网络也可以缩短时间关键请求的交付时间，因为最长的单个构建作业几乎是 100 个小时。
Reiser Simulation and Training 负责设计和开发的迈克尔·奥特曼(Michael Ortmann)表示，3D 挤压打印提供了许多以前似乎不可能的潜在好处。他列举了几个方面：“上市时间短、构建速度快、结构轻、仿生学、功能集成和无需模具的成本效益高的制造，以及使用颗粒的优点。”
具有可变喷嘴直径的 VFGF 挤压打印头可实现高度特定的组件结构
除此之外，还可以控制大型复杂部件的变形、公差间隙尺寸小和表面质量高。在用户位置重新组装可拆卸模块也得到了优化，同时使用转换套件可以经济高效地模拟两种直升机型号（空中客车直升机 H135 和 H145）。
据合作伙伴介绍，Queen 1 3D 挤压打印机提供了几个功能，使这一切成为可能：
高表面质量，即使在几何体有强烈悬垂的情况下也是如此。
由于外部腔室的主动温度控制以及 3D 打印机的构建空间，组件中部件的装配精度高（尺寸精度、小间隙）
恒定的系统温度，不顾生产大厅本身的温度波动。
可变喷嘴控制系统，可实现快速构建速率，适应每种几何形状的特定特性。模式会根据需要自动更改。总之，合作伙伴指出，使用 Queen 1 系统的投资风险很低，可以消除后处理成本，与 SLS 或 FDM 打印等竞争对手的 AM 策略相比具有优势。
Murtfeldt AS 董事总经理约翰内斯·马蒂斯 (Johannes Matheis)表示：“有了 Q.Big 3D 的 VFGF 系统技术，我们可以专门深入 VFGF 制造战略的进一步应用领域。如果你掌握了整个工艺链，就有可能实现具有高重复性和部件质量的复杂大型 3D 部件。”
注：原文见《Large-volume VFGF extrusion printer facilitates modular composite cockpit 》
来源：复合材料体验馆 杨超凡
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