Cincinnati Inc. Toont Grootschalige 3D-Printen met Gerecycled Composietmaterialen via BAAM Technologie

Cincinnati Inc. (CI, Harrison, Ohio, VS) kondigde aan dat het zijn Big Area Additive Manufacturing (BAAM) machine heeft gebruikt om te demonstreren dat gerecycled materialen gebruikt kunnen worden voor 3D-printen door het produceren van wat het bedrijf zegt een van de grootste monolietische multi-materiaal objecten tot nu toe. De demonstratie bewijst met succes dat grootschalige multi-materiaal printen effectief en economisch kan worden gedaan met gerecycled composietmaterialen.

Technische Aanpassingen

De grootschalige multi-materiaal print werd bereikt door aanpassingen aan de BAAM te maken en een nieuw extruderontwerp op te nemen dat een dubbel voedsysteem accommodeert.

De afgelopen jaren heeft CI samengewerkt met het U.S. Department of Energy's (DOE) Oak Ridge National Laboratory (ORNL, Knoxville, Tennessee, VS) om de BAAM continu te verbeteren en te ontwikkelen. Initieel onderzoek focuste op grootschalige printen van single materiaalsystemen, typisch korte vezel-versterkte polymeren.

"Het doel van deze specifieke studie was om printen van een multi-materiaal composiet gereedschap inclusief overgangen, langer dan 10 voeten, met gerecycled materiaal en geprint zonder handmatige interventie te demonstreren," zegt Alex Riestenberg, CI's Additive Manufacturing product manager.

Gedemonstreerd Deel

Het geselecteerde deel voor deze demonstratie was een enkele facette van een prefab beton gereedschap gebruikt in de productie van commerciële vensterpanelen voor een hoogbouwontwikkeling in New York City. De vorm woog ongeveer 400 pond, met een lengte van 10 voet, 10 inch. Printtijd was ongeveer zeven uur.

"Studies hebben getoond dat door meerdere materialen binnen een structuur te gebruiken, nieuwe mechanische responsen en multi-functionaliteit bereikt kunnen worden — zoals lichtgewicht structuren met aangepaste mechanische eigenschappen, zachte en harde segmenten binnen een deel en impactweerstand structuren," zegt ORNL materiaalwetenschapper Vidya Kishore.

De twee materialen gebruikt in de build waren een blend met 100% gerecycled CF/ABS en standaard CF/ABS en ABS Syntactische schuim.

Voordelen van Multi-Materiaal Extrusie

Naast de ecologische voordelen van het gebruik van gerecycled materialen, zegt Cincinnati Inc. dat de voordelen van multi-materiaal extrusie omvatten: het incorporeren van geleidende circuit printen voor slimme structuren, lichtgewicht kernstructuren, lagere kosten voor gereedschapping, makkelijkere verwijdering van supportmateriaal, gelokaliseerde versterking van specifieke gebieden, de capaciteit om verschillende materialen in verschillende features op het component te gebruiken en zelfs het veranderen van de kleur van het deel.

BAAM Multi-Materiaal Systeem

De sleutel tot de verwezenlijking van de bovenstaande doelen was het BAAM multi-materiaal systeem, ontwikkeld in samenwerking met ORNL. Het grote dual-materiaal thermoplastische extrusiesysteem stelt naar verluidt de gebruiker in staat om met meerdere verschillende materialen binnen een enkele build te printen met behulp van slechts één extruder.

"De bron van materiaal gevoerd in de extruder wordt on-the-fly gewisseld op specifieke tijden tijdens een print door twee materiaalpoorten heen en weer te schuiven over de inlaad naar de extruder," zegt Riestenberg. "Het systeem bevat ook een materiaalmenger buiten het frame van de machine die specifieke hoeveelheden verschillende materialen en vullers on-the-fly kan mengen voor specifieke custom materiaalkwaliteiten."

Riestenberg legt uit dat de combinatie van het materiaalvoedschakelmechanisme en de materiaalmenger gebruikers de mogelijkheid geeft om met verschillende typen materialen en materiaalcombinaties binnen een enkele build te printen, in plaats van twee.

"De BAAM met een multi-materiaal systeem upgrade is de enige machine die dit momenteel kan doen, en dat onderscheidt ons van onze concurrenten," zegt Riestenberg. "Met de wetenschappelijke onderzochsteun van DOE's Advanced Manufacturing Office en ORNL, zijn we in staat geweest om deze productiemijlpaal te bereiken."