CAMX 2018:grote veranderingen komen eraan

Thermoset 3D-printen

CW heeft uitgebreid gerapporteerd over 3D-printcomposieten met behulp van thermoplastische harsen. Maar het afgelopen jaar hebben we een groei gezien in printen met thermoset harsen (en continue vezels, zie blog van mei 2018 en blog van september 2018). Deze trend lijkt klaar voor verdere groei, met grootschalige Thermoset Printing weergegeven door Oak Ridge National Laboratory (ORNL) in de CAMX- en ACE-onderscheidingen. Het grootschalige thermohardende printsysteem genaamd THERMOBOT, ontwikkeld in samenwerking met Magnum Venus Products (MVP), heeft een bouwvolume van 16 x 8 x 3,4 ft. Door gebruik te maken van reactieve polymeren die volledig crosslinken tussen lagen, claimt THERMOBOT-technologie een hogere sterkte te produceren bedrukte onderdelen vs. die met gedeeltelijk gesmolten, thermoplastische laag. Ook de kostprijs van de grondstof wordt geschat op 50% lager. Bij alle proeven tot nu toe is gebruik gemaakt van vinylestersystemen van Polynt-Reichhold, op basis van de Corporate Research and Development Agreement (CRADA) met ORNL.

Door meer te plaatsen materiaal waar een structuur meer belasting moet aankunnen, honingraat met verschillende celdiameters en hoogtes kan aanzienlijke gewichtsbesparingen opleveren en tegelijkertijd de stijfheid verhogen.
BRON:ELiSE (links) en CW.

Een strategie voor de THERMOBOT-technologie (zie afbeeldingen hierboven) is om constructies met een hoge belasting en toch lichtgewicht te produceren door cellulaire honingraatstructuren met variabele dichtheid te printen die per toepassing kunnen worden aangepast. Het resultaat is sneller printen van structuren met een hogere sterkte die minder materiaal, tijd, energie en kosten verbruiken in vergelijking met de huidige benaderingen. Dit kan tot nu toe ook de meest kosteneffectieve manier zijn om aan de belasting aangepaste honingraatstructuren te actualiseren, een bionische ontwerpbenadering geïntroduceerd door Evolutionary Light Structure Engineering (ELiSE, zie 2016 blog). MVP streeft naar een commercialiseringsplan en verwelkomt vragen.

BRON:CW

3D-geprinte mallen herhalen zich opnieuw

Polynt-Reichhold, in samenwerking met Cincinnati Inc. en TruDesign (Knoxville, TN, VS), toonde een nieuwe stapsgewijze verandering in 3D-geprinte composietmallen. De vooruitgang die op CAMX werd getoond, was het printen van mallen niet met een solide onderbouw, maar met een roosterachtige kern, wat de printtijd, het materiaal en de kosten reduceert. Het eigenlijke matrijsoppervlak wordt bereikt door het 3D-geprinte rooster te besproeien met TD Coat RT, een high-build coating op kamertemperatuur waarin de uiteindelijke afmetingen en details worden bewerkt. Deze coating wordt aangebracht met MVP-spuitapparatuur en is in de handel verkrijgbaar bij TruDesign. Het hecht met name het thermohardende oppervlak aan het thermoplastische bedrukte substraat, verzegelt het oppervlak voor vacuümintegriteit en verwerkt ook het significante verschil in thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) tussen de machine- en z-richting van de gedrukte composiet - typisch een 20% met koolstofvezel versterkt ABS. Anders kunnen veranderingen in temperatuur veranderingen in het matrijsoppervlak veroorzaken. De hierboven getoonde matrijssegmenten zijn gedrukt door AES (Akron, OH, VS) met behulp van een Cincinnati Inc. BAAM-machine.

BRON:CW

L&L biedt gepultrudeerde constructies voor auto's

L&L Products, Inc. heeft zijn Continuous Composite Systems . gelanceerd (CCS) pultrusies met polyurethaanhars. Gericht op automobieltoepassingen zoals dorpels en crashstructuren, vervangen ze traditionele metalen constructies die schotten nodig hebben voor de nodige stijfheid, en bieden ze lichtgewicht - 75% minder massa dan staal en 30% minder dan aluminium - tegen een voordelige prijs. Doorlopende vezelprofielen omvatten CCS Set met glasvezel, CCS Hybrid met een aangepaste mix van glas en koolstofvezel en CCS Extreme met alleen koolstofvezel. Deze composieten kunnen ook worden gecombineerd met de bekende lijmen van L&L als onderdeel van hun continue verwerking, waardoor de productiekosten en de levertijd verder worden verlaagd. Houd er rekening mee dat L&L-lijmen ook worden gebruikt om problemen met geluid, trillingen en hardheid (NVH) te verminderen. Naast auto's, zijn CCS-producten ook gericht op de kappen van windturbinebladen, industriële en architecturale toepassingen.

L&L toonde ook hun koppelbehoudisolatie TRI-seal producten voor carrosserieën van meerdere materialen. Uitbreidbaar afdichtmateriaal is aangevuld met aluminiumoxide (Al₂ O₃ , of aluminiumoxide) bollen, die de klemkracht ondersteunen voor het vasthouden van het koppel en tegelijkertijd isolatie bieden tussen ongelijke materialen om galvanische corrosie te voorkomen en tegelijkertijd afdichten tegen het binnendringen van water, lucht en stof. Ofwel thermisch gebonden voor droge toepassingen of kleverig voor drukgevoelige toepassingen, TRI-seal-producten kunnen worden gebruikt bij ongelijke materiaalinterfaces, geschroefde/geklonken bevestigingen en deur/kap/liftpoortscharnieren.

BRON:Owens Corning

Owens Corning produceert filamenten voor 3D-printen

XSTRAND 3D-printfilamenten zijn ontwikkeld met behulp van de gehakte glasvezels van het bedrijf en polyamide 6 (PA 6 nylon) of polypropyleen (PP) polymeer. Waarom glasvezel? "Het drukt beter af, heeft een betere afwerking en heeft betere eigenschappen dan gehakte koolstofvezel, omdat we een betere oplossing hebben ontwikkeld met een geoptimaliseerde vezelafmeting voor elk type polymeer", legt Owens Corning-productexpert Jay Yang uit. Hij merkt op dat er een aanzienlijke productontwikkeling en materiaalkeuze nodig waren om een ​​geoptimaliseerd systeem van polymeer, vezels en maatvoering te ontwikkelen. "Dit is niet triviaal en vergde veel R&D-werk gedurende twee jaar." Yang zegt dat er meer productvarianten in de pijplijn zitten, waaronder filament dat gebruik maakt van hogere temperaturen en meer speciale polymeren.

BRON:ATSP-innovaties.

Polyesterhars met Tg>250°C

ATSP Innovations (Champaign, IL, VS) is een start-up van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign die Estherm aromatische thermohardende polyester (ATSP) harsen heeft ontwikkeld. Deze gerapporteerde nieuwe klasse copolyesters biedt betere prestaties dan een typische polyester of gemiddelde natte lay-up epoxyhars:

Treksterkte 95 MPa Trekmodulus 4,2 GPa Drukmodulus 4,9 GPa Druksterkte 304 MPa

Maar het heeft ook een hoger temperatuurvermogen (Tg>250°C) in vergelijking met polyesters en vinylesters, die maximaal uitkomen bij respectievelijk 140°C en 160°C, en epoxies die de maximale gebruikstemperatuur bereiken vóór 200°C. ATSP Innovations meldt dat composieten gemaakt met Estherm dragende constructies tot een Tg van 285°C mogelijk maken. Dit komt eigenlijk meer overeen met fenolische (148-260°C), bismaleimide (200-282°C) of polyimide (260-316°C) harssystemen. Het bedrijf claimt nog meer voordelen, waaronder een zeer lage vochtopname, oxidatieve stabiliteit, gemakkelijke bewerkbaarheid (stofarm), lage ontvlambaarheid zonder vulstoffen (beperkte zuurstofindex van 40%, wat hoger is dan fenol) en recycleerbaarheid vergelijkbaar met thermoplasten.

In feite, vergelijkbaar met L&L Products LF610 hervormbare epoxylijm, wanneer deze aromatische thermohardende copolyester is geformuleerd tot een lijm (handelsmerk Self-Bond), maakt het binding en onthechting mogelijk, elk met warmte en druk, wat 50 keer kan worden herhaald zonder verlies van kracht. ATSP Innovations legt uit dat dit mogelijk is dankzij een solid-state bindingsproces genaamd interketentransesterificatiereactie . Estherm en Self-Bond zijn naar verluidt drop-in-oplossingen, die kunnen worden aangepast aan de specifieke behoeften van de klant en beschikbaar zijn in meerdere productvormen. ATSP Innovations heeft onderzoek gepubliceerd over de verwerking van de materialen in composieten en als schuim, evenals tribologische en cryogene coatings. De materialen zijn sinds 2011 in ontwikkeling en ATSP Innovations heeft onlangs een Fase II-vervolg gekregen van het door NASA gesponsorde Fase I SBIR-project "Omkeerbaar hechtingsconcept voor montage in de ruimte".

BRON:CW

IoT voor het genezen van vacuümzakken

Ruiz Aerospace (Laval, QC, Canada) heeft TERVIA Hub ontwikkeld , ingebed met sensoren en internetconnectiviteit, waarmee gegevens kunnen worden verzameld van vacuümpoorten die op de hub zijn aangesloten en die gegevens via wifi kunnen worden uitgewisseld met behulp van een telefoon, tablet of pc. De sondes verzamelen atmosferische druk, vacuüm, temperatuur en vochtigheid onder de vacuümzak en communiceren deze gegevens tijdens de uitharding naar de cloud via de TERVIA Hub. Het systeem kan worden gebruikt om geautomatiseerde lektesten uit te voeren op gereedschappen en vacuümzakopstellingen. Het toont en registreert ook de productieparameters tijdens de uitharding. Het systeem kan ook de voortgang van de uitharding weergeven versus een geprogrammeerd tijd- en temperatuurrecept en sms-/e-mailalarmen verzenden wanneer aan de uithardingsparameters wordt voldaan of de drempeltemperatuur wordt bereikt. Het fungeert in wezen als een heet bindsysteem zonder het mechanisme voor het aanbrengen van warmte. Met minder dan $ 1.000 USD voor de hub, $ 99 USD voor drie vacuümsondes en een maandelijks abonnement van $ 39 USD voor de geavanceerde softwarelicentie (er zijn ook gratis en duurdere, aanpasbare opties), zijn de totale all-in kosten veel betaalbaarder.

Blijf op de hoogte voor meer blogs over nieuwe ontwikkelingen op CAMX.