• 分類：應用項目
• 發佈時間：2023-12-04 16:30
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【概要描述】Aitiip 是西班牙領先的研發機構，為航空、自動化、工業和包裝領域的公司提供服務。該研究所擁有強大的材料和工藝表徵平臺，被稱為強大的技術集成商，一直在尋找下一個變革性技術。一年前，Aitiip 實施了Nexa400D的NXE 3印表機平臺，以探索增材製造和注塑成型的集成。

 

利勃海爾是一家領先的德國工業設備製造商，以其位於圖盧茲的航空分公司為代表，與Aitiip合作，實現了用回收的注塑成型高性能聚合物製成的法蘭輪取代金屬法蘭輪的目標。雄心壯志：開發一種技術，允許使用100%可回收材料製造用於航空冷卻系統的法蘭輪。Aitiip 認識到所選聚合物的性能對品質至關重要，並且通過增材製造實現某些零件功能更具成本效益，因此轉向 NXE 400 和自由曲面注塑成型來滿足客戶的期望。



挑戰

用碳填充PEEK代替金屬法蘭，需要高性能和設計複雜性

 

複雜性是大多數製造過程中的成本驅動因素，製造商一直在尋求增材製造作為簡化複雜物體製造的一種方式。就法蘭輪而言，用碳填充PEEK代替金屬的雄心壯志加劇了設計複雜性的挑戰，PEEK是一種眾所周知難以原型製作的高性能熱塑性塑膠。


在PEEK零件的製造中，需要嚴格控制工藝參數以達到目標性能，利勃海爾與Aitiip合作開發和驗證了滿足以下要求的製造工藝：

高速製造工藝，可降低成本30%

可回收材料

輕量化 

–目標是實現 40% 的輕量化

一次性製造

 

該合作是在 INN-PAEK 專案的框架內進行的，該專案由歐盟地平線2研究和創新計劃下的清潔天空2020聯合事業資助，根據贈款協定第101007865號。

 

“Nexa3D 印表機和 xMOLD 樹脂提供的品質、可重複性和自由度使我們能夠創建和驗證全新的按需製造模式。”

– 巴勃羅·穆裡略，艾蒂普



客戶

艾蒂普，利勃海爾

工業

航空航太

產品

NXE 400Pro系列

xMOLD 3D列印模具樹脂

應用

用回收的碳填充PEEK部件替換金屬部件

優勢

金屬替代已啟用並經過驗證

通過小批量註塑成型實現按需備件

無需投資金屬工具即可早期驗證性能

 





溶液

增材製造和注塑成型的集成

 

要製造的零件是一個複雜的法蘭輪，具有具有挑戰性的載荷工況。為了達到所需的零件性能和製造速度，選擇注塑成型作為製造方法。然而，法蘭輪的複雜性是傳統金屬工具無法實現的。

 

為了滿足利勃海爾的要求，Aitiip 決定以一種高度創新的方式充分利用 NXE 400 系統的功能：

使用 NexaX Pro 軟體，Aitiip 創建了一個獨特的印表機配置檔，以便能夠列印具有卓越表面品質的零件

葉輪體內部幾何形狀是通過 Nexa3D xMOLD 列印模具樹脂中的單個可溶性 3D 列印 FIM 嵌件實現的

一個特殊的零件特徵是通過在Nexa3D xPEEK材料中列印的嵌件實現的，該嵌件在注射前安裝在可溶性嵌件中，使其能夠完全集成到注塑成型的葉輪部件中。

具有xPEEK功能的3D列印FIM嵌件安裝在模具型腔中。隨後，注入碳增強PEEK材料以填充型腔，並溶解3D列印的FIM嵌件以釋放最終的PEEK零件



效益

實現複雜葉輪的按需注塑成型並得到驗證

 

自由曲面注塑成型與高性能xPEEK嵌件相結合，使Aitiip能夠滿足製造高性能回收注塑成型金屬替換零件的要求。此外，Aitiip可以在必須對工具進行投資之前驗證零件的性能。

 

早期驗證：使用3D列印的xMOLD樹脂工具使Aitiip能夠製造許多測試部件，並使用這些部件來驗證關鍵的設計和性能方面。

節省成本和時間：FIM允許Aitiip每周反覆運算一次，從而縮短了專案框架時間，與傳統的模具製造工藝相比，實現了更好、更先進的結果。

 

此外，研究成本也大大降低，提高了資源（時間、成本、材料以及最重要的人力資源）的使用效率，同時提高了設計的自由度。

 

無縫可擴充性：第一次反覆運算是在較小的3D列印模具中進行的，以確保以盡可能低的成本進行最短的反覆運算。一旦零件設計得到驗證，零件性能得到驗證，Aitiip就開始實施金屬腔體以降低單位成本，同時仍然使用3D列印的xMOLD芯和xPEEK外掛程式，以避免在複雜的滑塊功能上進行昂貴的投資。由此產生的模具概念以最低的擁有成本滿足客戶要求。

 

快速反覆運算：快速且經濟高效地測試多種工具概念的能力是專案最終成功的關鍵因素。由於涉及大量投資，零件的複雜設計，加上碳填充PEEK的複雜加工，以及將3D列印xPEEK嵌件集成到注塑成型零件中的額外挑戰，將使該專案很難用傳統的金屬工具實現，而且成本很高。



客戶影響

金屬替代，提高可回收性

 

航空航太零件製造商滿足嚴格的零件品質要求，而減輕重量始終是一個目標。此外，製造商還想方設法增加回收材料的實施。

利勃海爾希望探索一種更輕的金屬替代品，用於製造高性能法蘭輪，並與 Aitiip 合作開發和驗證一種零件設計和製造工藝，使利勃海爾能夠從金屬遷移到再生聚合物。



在成功完成該項目的過程中，Aitiip為利勃海爾提供了以下關鍵輸出：

一種經過驗證的協定，用於製造具有挑戰性的特定備件，使利勃海爾能夠降低成本、縮短交貨時間和供應鏈漏洞

一項參考研究，展示了使用新型 3D 列印注塑模具概念和新型 3D 印表機樹脂可實現的性能

基於按需製造平臺的高品種/小批量產品開發、放大和售後服務的參考模型，作為庫存供應鏈範式的替代方案

要了解有關自由曲面注塑成型和Aitiip經驗的更多資訊，請諮詢INN-PAEK網站。您可能還想下載3D列印模具設計指南或聯繫我們以獲取更多資訊。