CW-Composite World的編輯人員參觀美國田納西州斯普林菲爾德國際航空科技公司。該公司50年來為復(fù)合材料制造提供材料，包括定制制造，現(xiàn)在旨在推進(jìn)3D打印工具、零件和新型樹脂。

 

定制制造，明日工具（TOT-Tooling of Tomorrow）Airtech International位于田納西州的最新地點(diǎn)為其在東南部不斷增長的客戶群提供材料和定制真空袋制造，也是其在美國的第一個(gè)地點(diǎn)（TOT 大樓，最右邊），提供3D打印服務(wù)、支持和Dahltram樹脂。

Airtech International（美國加利福尼亞州亨廷頓海灘）由Bill Dahlgren于1973年創(chuàng)立，其目標(biāo)是分銷真空裝袋和復(fù)合材料工具的材料，為航空航天工業(yè)制造玻璃和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零件。航空科技迅速發(fā)展到其他行業(yè)，包括賽車運(yùn)動(dòng)、海洋、風(fēng)能和太陽能、汽車、裝甲、建筑和太空。

它還在美國、英國、盧森堡、中國和現(xiàn)在的印度增加了設(shè)施，并將其產(chǎn)品擴(kuò)展為“一站式商店”，提供各種真空包裝薄膜，包括超大寬度和超高溫。

如今，Airtech在全球擁有800多名員工，是世界上最大的真空裝袋和復(fù)合工具材料私營制造商。該公司還擴(kuò)大了其工藝范圍，從預(yù)浸料和熱壓罐固化轉(zhuǎn)向濕鋪和熱壓罐外固化，以及樹脂注入。

其新的“明天的工具”（TOT）計(jì)劃旨在利用Airtech在為真空袋擠出聚合物薄膜方面的專業(yè)知識(shí)，以及數(shù)十年來理解和實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料制造的經(jīng)驗(yàn)，以滿足大規(guī)模3D打印工具的需求，特別是在復(fù)合材料行業(yè)，基于擠出熱塑性材料的機(jī)器這項(xiàng)技術(shù)。

CW受邀參觀了Airtech位于田納西州斯普林菲爾德的最新美國工廠。這個(gè)15800平方米該場地提供了一個(gè)東海岸倉庫、Airtech 定制產(chǎn)品的額外制造和4700平方米的車間。

Dahlgren 說：“這是一個(gè)交鑰匙解決方案，為節(jié)省制造商的時(shí)間而定制。” “我們根據(jù)客戶的要求將其切割成一定尺寸，添加標(biāo)記，可以包括薄膜、剝離層和透氣材料。我們?yōu)?77X翼盒這樣做，使用183x366cm(60英尺寬、120英尺長)的實(shí)心真空袋薄膜，50mm(2 英寸)高的褶皺需要4000條膠帶才能將褶皺固定到位。這個(gè)袋子、的長度符合±6.35mm(±0.25 英寸)的放置公差。我們可以生產(chǎn)經(jīng)檢查質(zhì)量，以便開箱即用。這個(gè)袋子被送到華盛頓州進(jìn)行機(jī)翼生產(chǎn)。”

Wade指出：“我們?cè)谶@里做的幾乎所有事情都是用我們的材料定制的，你會(huì)在右邊的進(jìn)貨區(qū)看到。” “我們正在將我們的真空裝袋耗材轉(zhuǎn)換為定制形狀，以滿足每個(gè)客戶的特定需求，我們與客戶合作，為他們的應(yīng)用設(shè)計(jì)最佳的真空袋。”Wade說，這里擁有世界上最大的激光投影儀單矩陣之一，用于對(duì)齊用于準(zhǔn)備這些定制真空袋的圖案。他補(bǔ)充道：“我們有15個(gè)激光投影頭，安裝在天花板上，它們協(xié)同工作，共享資源。” “我們每次都能獲得相同的精度，沒有異物碎片（FOD-foreign object debris），例如，留下了紙片圖案。當(dāng)我們想制造更多這樣的產(chǎn)品時(shí)，我們只需添加另一個(gè)激光投影儀。”他指出，當(dāng)客戶更換零件時(shí)，該系統(tǒng)也能為他們提供幫助。“我們只是更新CAD文件并投影新圖案。”

“這是這個(gè)過程的結(jié)束，”Wade 說，“我們的許多套件都被加工成更大的組件。”他指出，隨著公司生產(chǎn)更大的部件，這些定制袋子和套件的尺寸正在增長。

“我們看到不僅需要支持777X機(jī)翼，還需要支持太空探索技術(shù)公司的獵鷹9號(hào)有效載荷整流罩和藍(lán)色起源公司的零件。”

這些袋子可以折疊或卷起，以便于運(yùn)輸和客戶收到后易于處理。“工程不僅在于配套，還在于包裝。這些袋子很大，你不想過度操作它們。我們與客戶合作設(shè)計(jì)存儲(chǔ)和包裝，以匹配他們希望在應(yīng)用程序中部署真空袋的方式。”

定制裝袋套件的好處

一家公司為什么要這樣做？Dahlgren 解釋道：“如果他們有高周轉(zhuǎn)率的物品、非常復(fù)雜的工具或非常復(fù)雜的零件，他們不想在操作中花費(fèi)時(shí)間來定制和成型真空袋，我們將在這里生產(chǎn)，并以他們可以使用的現(xiàn)成形狀或組合交付。” “所有這些工作都是在這里以質(zhì)量控制的流程完成的，所以他們可以專注于生產(chǎn)實(shí)際零件的操作。”

Dahlgren說：“這些套件可以用更少的接觸勞動(dòng)力生產(chǎn)復(fù)合材料零件。” 。 “這也消除了這些公司需要熟練切割和準(zhǔn)備這些復(fù)雜袋子的勞動(dòng)力。他們可以簡單地用一個(gè)隨時(shí)可以使用的袋子開始生產(chǎn)，而且每次都是同一個(gè)袋子。你可以雇傭一名幾乎不熟練的工人，讓他們更快地成為真空裝袋技術(shù)員。”

“節(jié)省的勞動(dòng)力和靈活性幫助我們的客戶提高了生產(chǎn)力，”他繼續(xù)說道。“與真空裝袋膜相比，他們將為裁片套件支付更多的費(fèi)用，這意味著每平方英尺的材料成本更高，因?yàn)檫@需要更多的勞動(dòng)力。但這仍然比他們的勞動(dòng)力便宜得多，而且他們可以更快地制造零件，并減少廢棄的裝袋材料。在這里，我們可以將所有的廢料回收到我們制造的薄膜中，所以這是一種環(huán)保環(huán)境優(yōu)勢也是如此。”

定制薄膜焊機(jī)和簾布層切割機(jī)我們向左走到一張大桌子前，桌子中間有一臺(tái)設(shè)備，正在將兩張寬包裝膜焊接在一起。Dahlgren 說：“盡管Airtech 生產(chǎn)了一些世界上最寬的高溫裝袋薄膜，但這些薄膜還不夠?qū)挘瑹o法滿足我們生產(chǎn)的許多定制套件的需求。” 。 “因此，我們?cè)O(shè)計(jì)并制造了這種設(shè)備，用于將真空裝袋膜焊接在一起，這使我們可以根據(jù)需要做多大。

我們已經(jīng)為游艇船體制造了100英尺寬、150 英尺長的真空袋，以及300英尺寬、400至500英尺長的連續(xù)袋。我們還沒有發(fā)現(xiàn)我們能制造多大的極限。”

Wade說：“這臺(tái)機(jī)器可以讓我們?cè)谝淮尾僮髦型瓿伤惺虑椋瑥臐L動(dòng)到滾動(dòng)。”。“裝袋薄膜從輥上下來，焊接后再回到輥上。我們對(duì)裝袋薄膜的處理要少得多，只接觸到很小的一部分薄膜，而其余的都是從擠出機(jī)上生產(chǎn)出來的。所以，你可以得到非常寬的、不受干擾的、更高質(zhì)量的薄膜。”

 

圖1. 定制裝袋材料和制造。Airtech的7×52米XY簾布層切割器展示了它可以為波音777X機(jī)翼和SpaceX獵鷹9號(hào)有效載荷整流罩等復(fù)合材料結(jié)構(gòu)定制的高溫真空裝袋薄膜的尺寸。

下一站是Airtech 的XY簾布層切割機(jī)——在 X和Y方向上使用旋轉(zhuǎn)切割機(jī)，將柔性材料從卷材切割成片材——同樣是由Airtech設(shè)計(jì)和制造的定制機(jī)器。

Wade 說：“我們有一個(gè)用來固定材料的真空臺(tái)和龍門頭，根據(jù)我們使用的材料，可以使用各種切割技術(shù)。”。“我們可以使用不同打印樣式的無接觸噴墨打印機(jī)，如銀色或黑色Sharpie或銀色鉛筆，打印客戶指定的標(biāo)記。這些標(biāo)記可以用于在零件上定位指示器，以便員工知道每個(gè)袋子需要去哪里。”我們面前的簾布層切割機(jī)寬7米×長52 米，雙龍門架，充分利用整個(gè)切割區(qū)域。此外，還有一個(gè)5×20 米的簾布層切割機(jī)，可以追溯到2006 年，目前仍用于較小的板材。定制產(chǎn)品的一致Dahlgren指出：“我們必須非常擅長的一件事是迅速培訓(xùn)員工。”。“因?yàn)槲覀兩a(chǎn)了這么多不同的SKU，所以我們所做的一切都是獨(dú)一無二的。我們不能對(duì)所有員工進(jìn)行每一件商品的培訓(xùn)。我們必須有一種方法讓他們快速學(xué)習(xí)如何生產(chǎn)每一件定制商品以及它應(yīng)該是什么樣子。我們開發(fā)的解決方案之一是設(shè)計(jì)工作說明，使其變得平易近人，讓員工能夠理解他們。”

Wade 說：“我們每次生產(chǎn)每個(gè)真空袋都能得到相同的結(jié)果。”。“我們所有的工作說明都是數(shù)字化的。員工收到一份帶有條形碼的工作指令，掃描條形碼，它就會(huì)顯示出該工作指令的詳細(xì)信息。他們可以查看工作說明，其中包括照片、視頻和我們需要描述員工應(yīng)如何制作特定袋子的任何東西。然后，他們將這些說明與 CAD 圖紙結(jié)合起來，生成各種各樣的套件這就是我們需要生產(chǎn)的東西——從非常大的到小的組件，從每年生產(chǎn)兩次的套件到每周生產(chǎn)數(shù)百甚至數(shù)千件的定制產(chǎn)品。”

3D 形狀的袋子，倉庫

我們走過另一個(gè)為具有定制 3D 形狀的袋子設(shè)計(jì)的焊接區(qū)域。這些可以是為航天器生產(chǎn)有效載荷整流罩的袋子，也可以是在心軸上制造的緊公差零件。這里的機(jī)器也是由 Airtech 設(shè)計(jì)和制造的。

Dahlgren 說：“大多數(shù)現(xiàn)成的機(jī)器都無法密封真空袋以實(shí)現(xiàn)良好的真空完整性。”。“但我們專門為高溫裝袋膜設(shè)計(jì)了密封劑，考慮到了這些材料的性質(zhì)。”

然后，我們經(jīng)過一系列細(xì)長的刀片狀部件。“這些都是為了研發(fā)，”韋德說。“我們做測試是為了弄清楚如何制作一個(gè)特殊的袋子，例如，形狀奇怪的袋子，必須符合非常嚴(yán)格的公差，這樣客戶才能應(yīng)用他們的工藝。”

我們穿過一扇門，來到一個(gè)大型倉庫/運(yùn)輸區(qū)，那里有從地板到天花板的貨架，里面裝滿了各種產(chǎn)品。

Dahlgren 表示：“我們?cè)?017年的擴(kuò)建增加了這個(gè)50000平方英尺的倉庫。”。“我們有4000多個(gè)托盤位置用于儲(chǔ)存原材料，我們可以從這里運(yùn)出客戶需要的任何產(chǎn)品。”

“明天的工裝”（TOT- Tooling of tomorrow）建造

當(dāng)我們進(jìn)入 TOT 大樓時(shí)，Gregory Haye 注意到它建于2020 年。航空科技公司增材制造（AM- additive manufacturing）總監(jiān)Gregory Haye 指出，運(yùn)營始于2021年1月。“目前，我們有一臺(tái)大規(guī)模增材制造（LSAMlarge-scale additive manufacturing）1040機(jī)器，尺寸為40×10×5英尺（長、寬、高），來自美國印第安納州戴爾的 Thermwood。這臺(tái)機(jī)器也在我們位于盧森堡的工廠。”他指出，Airtech 制造的許多零件都涉及客戶的敏感信息，“因此，不幸的是，我們無法展示我們所做的很多偉大工作。”

Dahlgren 說：“我們幾乎從一開始就參與了模具制造，主要是通過模具樹脂和預(yù)浸料。然后我們開始看到3D打印，我們真的相信這將是模具的未來。所以，2018年，我們購買了這臺(tái)機(jī)器，以開發(fā)更好的技術(shù)，生產(chǎn)更好的工具。”。他指出，Airtech 已經(jīng)擠出熱塑性真空裝袋和脫模膜50年了。“我們知道擠出機(jī)、樹脂和流動(dòng)工程。而這臺(tái) LSAM 機(jī)器只是一個(gè)大龍門架上的小擠出機(jī)。所以，盡管聽起來增材制造與我們所做的完全不同，但它實(shí)際上就在我們的駕駛室里。”

由Haye領(lǐng)導(dǎo)的TOT團(tuán)隊(duì)由AM世界已經(jīng)建立的專家組成，其中包括一些與橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（美國田納西州橡樹嶺 ORNL）合作安裝和商業(yè)化其第一臺(tái)機(jī)器的專家。Haye 說：“因?yàn)槲覀兊膱F(tuán)隊(duì)已經(jīng)很有經(jīng)驗(yàn)了，所以我們從第一天起就在生產(chǎn)，而且我們能夠很快完成項(xiàng)目。”。他指出，首批項(xiàng)目之一是用于太空工業(yè)的結(jié)構(gòu)梁模具，填充 2.5×5×1 米的外殼。“在調(diào)試的前兩周內(nèi)，我們的機(jī)器上就有了。接下來，我們做了一個(gè)高溫?zé)釅汗薰ぞ摺?rdquo;

與傳統(tǒng)的熱固性碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）工具相比，這些 3D 打印工具有何不同？它們的使用壽命是多少？“我們的交付周期更快了，”Haye 說。“根據(jù)尺寸的不同，從完成設(shè)計(jì)到工具完成，我們平均需要兩周半到三周的時(shí)間。使用 Dahltram 樹脂，我們打印的工具在 350°F 下完成了 500 多次熱壓罐循環(huán)，并且仍然可以保持 ±0.127mm（±0.005 英寸）的公差，這是用于成型航空航天復(fù)合材料的工具的典型公差。”

 

圖2. 3D 打印工具和Dahltram 樹脂。Airtech使用Thermwood LSAM 打印機(jī)為客戶生產(chǎn)工具和零件（頂部），這是其支持和擴(kuò)展復(fù)合材料3D 打印目標(biāo)的一部分。但該公司也打算銷售其復(fù)合、造粒的 Dahltram 樹脂（底部），利用其數(shù)十年來在擠出熱塑性真空袋和其他薄膜方面的經(jīng)驗(yàn)，該公司配制該樹脂以在基于擠出的增材制造機(jī)中提供高質(zhì)量的打印產(chǎn)品

Dahltram 樹脂

當(dāng) Airtech開始使用 LSAM 時(shí)，它對(duì)購買用于打印的樹脂不太滿意。達(dá)爾格倫說：“我們自己配制樹脂已經(jīng)將近 50 年了。”。“所以，我們開始考慮制作自己的化合物配方。”事實(shí)證明，這才是真正的目標(biāo)。“是的，我們想使用增材制造制造工具，但我們不會(huì)有 50或 60 臺(tái)打印機(jī)——我們的目標(biāo)是向購買這些增材制造系統(tǒng)的每個(gè)人供應(yīng)樹脂。”

Dahlgren說，Airtech的客戶在購買第一臺(tái) 3D 打印機(jī)的路上會(huì)購買一兩個(gè)工具，“而其他公司可能會(huì)在未來五年內(nèi)將我們作為服務(wù)局。我們的客戶組合非常多樣化，但我認(rèn)為大多數(shù)公司最終會(huì)購買至少一個(gè)打印系統(tǒng)。我們將幫助這些公司打印他們需要的工具，并最終打印他們的全系列零件。”

Dahltram打印材料由用短切碳或玻璃纖維增強(qiáng)的熱塑性聚合物制成，并復(fù)合成顆粒。它們可以使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚醚砜（PESU）或聚醚酰亞胺（PEI）制成。Haye 說：“我們還有其他樹脂即將上市，比如回收的 PETG（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）。“我們也在尋找對(duì)苯乙烯樹脂系統(tǒng)制成的零件友好的材料作為工具。這對(duì)市場上許多當(dāng)前的熱塑性材料來說通常是一個(gè)挑戰(zhàn)。”

Dahltram 產(chǎn)品包括五種商業(yè)化印刷材料和兩種凈化樹脂系統(tǒng)。Haye 補(bǔ)充道：“我們已經(jīng)與各種機(jī)器原始設(shè)備制造商驗(yàn)證了這些材料，證明它們可以將我們的技術(shù)數(shù)據(jù)表與其系統(tǒng)相匹配。”。這些3D打印樹脂不僅專注于航空航天，還開發(fā)用于汽車、風(fēng)能、建筑和工業(yè)應(yīng)用。Haye 補(bǔ)充道：“我們?cè)谒械攸c(diǎn)都有3D打印樹脂庫存。”。“這也給了我們交付周期優(yōu)勢。14-24周的交付周期很常見，我們已經(jīng)承諾要打破這一優(yōu)勢。”

回收需要整個(gè)過程鏈

所有Dahltram 材料均設(shè)計(jì)為可回收材料。Haye說：“我們已經(jīng)在這方面做了一些初步工作，以展示你可以在不同配方中保留的特性。”“我們現(xiàn)在正在努力將可回收物重新造粒為新的原料，以建立一個(gè)如何收回工具、研磨工具并將材料回收為新原料的流程。

過去三年來，我們一直在這里保存廢料，現(xiàn)在我們正在向前推進(jìn)。”

然而，Airtech 必須確保這些材料能夠重新制成新產(chǎn)品。Haye 說：“我們的每一種材料都有一份技術(shù)數(shù)據(jù)表，我們不會(huì)只銷售來自不同來源的隨機(jī)顆粒材料。”。“我們將驗(yàn)證這些材料的性能，以便您可以使用我們的數(shù)據(jù)表進(jìn)行設(shè)計(jì)。”

Haye 繼續(xù)說道：“你不能把所有東西都磨掉然后打印出來。”。“例如，顆粒尺寸的巨大差異可能會(huì)在擠出機(jī)的螺桿進(jìn)料中造成阻塞點(diǎn)，從而導(dǎo)致打印過程中的不一致和質(zhì)量問題。我們將回收物帶回合格的原料，這意味著將其重新混合成顆粒。這也意味著我們可以擁有與機(jī)器無關(guān)的材料。”

Airtech 還回收被清除的材料。清洗擠出機(jī)是Airtech 清洗過程的一部分，用于材料更換和正常的機(jī)器維護(hù)。“然而，有時(shí)在工具的打印層之間需要這樣做，”Haye 說。“例如，你可能會(huì)在打印過程中停留很長時(shí)間，在進(jìn)入下一層之前，你需要對(duì)打印材料進(jìn)行一次小的清洗，以確保沒有材料因?yàn)樵诟邷叵麻e置了很長時(shí)間而退化。”

Dahlgren 說：“我們收集被清除的材料，重新研磨，然后進(jìn)行一系列的復(fù)合處理，重新格式化材料。”。“我們還生產(chǎn)自己的清潔凈化顆粒。我們采用生態(tài)系統(tǒng)方法來確保整個(gè)過程鏈正常工作，這使回收變得可行。”

機(jī)械加工、真空完整性、工具設(shè)計(jì)

我們走過一個(gè) 1.5×2.4×2.4 米的 3D 打印大型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙工具的一半。Haye 指出：“它的鏡像一半在正在打印的 LSAM 中。”。“兩半都用螺栓固定在一起，然后我們將進(jìn)行精加工。”他指出，幾乎每個(gè)打印品都經(jīng)過加工和 3D 激光掃描，以確保印刷零件在加工前符合 STL 模型的精度。

 

圖3. 精密印刷、機(jī)械加工和真空完整性。為了確保準(zhǔn)確性，Airtech 3D 激光在加工3D 打印零件之前會(huì)對(duì)其進(jìn)行掃描。Airtech 3D 打印工具使用Dahltram 樹脂，在350°F 下完成了500多次熱壓罐循環(huán)，同時(shí)保持±0.005 英寸的公差，這是用于成型航空航天復(fù)合材料的典型工具。

盡管機(jī)艙工具將進(jìn)行機(jī)械加工，但它已經(jīng)有了相當(dāng)光滑的表面。Airtech 在這里使用了比支撐結(jié)構(gòu)更高的打印分辨率，由于打印珠更大，支撐結(jié)構(gòu)很粗糙。Haye 說：“當(dāng)我們加工這種工具時(shí)，我們會(huì)從 1.5英寸厚的打印面板上去除標(biāo)稱 0.25 英寸的材料。”。

“工具面使用兩個(gè)打印珠，因?yàn)槲覀冎牢覀円庸さ粢徊糠郑鴤溆媒Y(jié)構(gòu)只有一個(gè)珠，因?yàn)樗恍枰庸ぁ?rdquo;

打印工具表面厚度是否影響其真空完整性？Haye說，Airtech 工具具有真空完整性，這不是因?yàn)楹穸龋且驗(yàn)椴牧虾图庸し绞健?ldquo;我們已經(jīng)在打印時(shí)厚度低至 0.25 英寸的面板上演示了這一點(diǎn)。當(dāng)我們剛開始時(shí)，我們?cè)诟魈幋蛴×藘蓚€(gè)珠子。但隨著我們積累數(shù)據(jù)和進(jìn)行更多設(shè)計(jì)模擬，我們正在學(xué)習(xí)更多。我們也在驗(yàn)證這些模擬，在內(nèi)部對(duì)工具進(jìn)行熱循環(huán)。我們一直在努力提高工具在材料和/或設(shè)計(jì)過程中的效率，但我們謹(jǐn)慎行事，并始終進(jìn)行驗(yàn)證。”

這些工具和零件是如何設(shè)計(jì)的？Haye 說：“客戶通常會(huì)給我們零件或工具表面的數(shù)字設(shè)計(jì)文件，再加上他們的要求清單和我們需要的技術(shù)輸入。然后我們?cè)O(shè)計(jì)備份結(jié)構(gòu)。大多數(shù)客戶對(duì)如何設(shè)計(jì)增材制造沒有經(jīng)驗(yàn)，尤其是大型工具。但我們有。”。例如，我們盡量減少打印工具表面背面的接觸，以最大限度地減少大型散熱器，同時(shí)也減少材料使用。因此，該工具在尺寸上是穩(wěn)定的，但在熱方面也能發(fā)揮應(yīng)有的作用。”

Haye 補(bǔ)充道：“我們還開發(fā)了退火循環(huán)，使這些工具的尺寸更加穩(wěn)定。”。“例如，我們可以在加工階段之間或印刷后添加加熱過程，以減少或緩解殘余應(yīng)力，從而保持高表面精度。這些工具的公差為±0.005英寸。”

驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)航空航天質(zhì)量

Haye 說：“我們所有的材料都是通過打印樣本進(jìn)行驗(yàn)證的。”。“我們使用打印面板和樣品，而不是熱塑性塑料行業(yè)典型的注射成型狗骨試樣，對(duì)材料進(jìn)行全面的機(jī)械評(píng)估和熱表征。”Airtech 還驗(yàn)證了其材料的加工窗口。“我們記錄擠出機(jī)的溫度數(shù)據(jù)，并將其與印刷樣品測試相關(guān)聯(lián)，這樣我們就可以與機(jī)器制造商共同開發(fā)擠出型材，機(jī)器制造商會(huì)說，在這臺(tái)機(jī)器上，這些溫度是獲得最佳結(jié)果的溫度。”

 

 

圖4. 驗(yàn)證過程溫度。Airtech 使用兩個(gè)紅外相機(jī)-一個(gè)用于打印層，一個(gè)用于下面的表面-來驗(yàn)證最佳打印參數(shù)，以確保層之間的良好粘合性和高機(jī)械性能

“我們還為它們提供了最佳的層溫度，”Haye說。“我們測量我們打印的每一層和打印表面之間的界面溫度。”這是使用兩臺(tái) Flir（美國俄勒岡州威爾森維爾的 Teledyne Flir）熱（紅外）相機(jī)完成的，一臺(tái)用于打印層，一個(gè)用于下面的表面。他解釋道：“如果這個(gè)界面的溫度不夠高，你就無法獲得良好的附著力。”。“我們知道確切的溫度，其中有一個(gè)最佳和安全的范圍。但我們也突破了極限，看看如果超過最佳溫度會(huì)發(fā)生什么，這會(huì)對(duì)機(jī)械性能產(chǎn)生什么影響？我們有異常情況的數(shù)據(jù)，我們還研究了幾何結(jié)構(gòu)變化時(shí)的熱梯度。”

Haye說：“我們的目標(biāo)是使這項(xiàng)技術(shù)取得成功，并促進(jìn)其被更多人采用。”。“因此，我們與所有基于擠壓的 3D 打印機(jī)制造商合作，使用驗(yàn)證流程，在我們的支持下，他們使用我們的材料進(jìn)行打印，以確保他們能夠正確處理材料。但這也會(huì)導(dǎo)致零件能夠滿足嚴(yán)格的技術(shù)要求。因此，客戶是否在 CEAD（荷蘭代爾夫特）的機(jī)器人打印機(jī)上打印并不重要或大型龍門機(jī)器，其結(jié)果和性能，甚至熱膨脹系數(shù)（CTE- coefficientof thermal expansion），都與預(yù)期完全一樣，也與零件設(shè)計(jì)和工藝工程中的模型完全一樣。”

最后一句話聽起來很像航空航天工業(yè)的做法。

“我確實(shí)認(rèn)為這有助于我們理解對(duì)航空航天的期望，”他說。“我們想把整個(gè)市場拉上這條曲線。同樣，我們正在追求成功，這會(huì)導(dǎo)致更多的采用率。對(duì)于一些機(jī)器或零部件制造商來說，我們可能會(huì)說，‘嘿，我們需要這樣做。’但我們有數(shù)據(jù)支持這一點(diǎn)，并解釋原因。”

Dahlgren指出，Airtech提供了CEAD和GKNAerospace Munich（德國）用于打印空客 A350 復(fù)合材料襟翼批量生產(chǎn)工具的樹脂（見“使復(fù)合材料 3D 打印適應(yīng)不斷變化的需求”。“我們的許多 3D 打印工具客戶都是與我們打了 50 年交道的公司，”他說。“他們了解我們，知道我們將以提供工具樹脂、預(yù)浸料和真空袋的方式為 3D 打印提供樹脂，以滿足他們的需求和預(yù)期質(zhì)量。我們現(xiàn)在有了這種 3D 打印設(shè)備，這樣我們就可以證明我們的樹脂，做別人不想做的事情，因?yàn)槲覀冇幸欢ǖ膶I(yè)知識(shí)。我們認(rèn)為我們可以利用這一點(diǎn)來幫助擴(kuò)大市場。”

增加機(jī)器，為未來實(shí)現(xiàn)多樣化Haye 表示，Airtech TOT 工廠將根據(jù)供需情況增加更多機(jī)器，并增加新的功能。“這臺(tái) LSAM 機(jī)器提供了超大規(guī)模，”他指出，“但我們未來也將需要更小規(guī)模的系統(tǒng)。我們的方法是與設(shè)備無關(guān)。”

Dahlgren 補(bǔ)充道，TOT 大樓的設(shè)計(jì)有足夠的擴(kuò)展空間。他說：“我們已經(jīng)接到越來越多的電話來幫助該行業(yè)打印和運(yùn)行他們的系統(tǒng)。”。“我們成功地生產(chǎn)出了打印效果非常好的高質(zhì)量樹脂。我們知道如何實(shí)現(xiàn)所需的真空完整性和性能，我們可以讓我們的工具經(jīng)受行業(yè)如何使用它們的嚴(yán)格考驗(yàn)。”

“我認(rèn)為這是我們團(tuán)隊(duì)與眾不同之處的一部分，”Haye說道。“我們擁有全球能力、技術(shù)人員、知識(shí)和資源。我不僅依靠這些來支持我們的內(nèi)部開發(fā)，而且我們也在利用這些來支持客戶。例如，我們可以說，‘這是這種材料或應(yīng)用程序需要滿足的所有要求，因?yàn)槲覀円呀?jīng)使用它50年了。’我們真的很幸運(yùn)在全公司范圍內(nèi)擁有這些知識(shí)庫，我們正在利用這些知識(shí)來幫助我們的客戶和行業(yè)。”

事實(shí)上，Airtech 在復(fù)合材料行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位最近得到了先進(jìn)材料和工藝工程師協(xié)會(huì)（SAMPE）的認(rèn)可，該協(xié)會(huì)認(rèn)可了 Airtech 的創(chuàng)始人、現(xiàn)任首席執(zhí)行官Jeff Dahlgren 的父親Bill Dahlgren， CW 的導(dǎo)游之一，獲得 2022 年莫特·庫什納終身成就獎(jiǎng)。

Dahlgren 說：“我們有著令人驚嘆、獨(dú)特的歷史。”，“因?yàn)槲覀兪且患也牧瞎?yīng)商，但我們也是一家為主要 OEMS 和許多其他公司生產(chǎn)定制套件的分包商，然后在 TOT 大樓里，我們是飛機(jī)、太空和其他行業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)導(dǎo)者的首選。我們什么都有，現(xiàn)在你可以看到我們所做的制造產(chǎn)品。”

“我們家族的第三代人即將進(jìn)入這家公司，”他繼續(xù)說道， “我想確保我們像技術(shù)一樣繼續(xù)前進(jìn)。增材制造是未來的關(guān)鍵部分。這對(duì)我們公司來說是一個(gè)重要的多元化。我們未來將推出的不同樹脂和不同的打印方式將為 Airtech 提供下一個(gè)遺產(chǎn)。但這是我們現(xiàn)在已經(jīng)在做的事情的延伸。這是一個(gè)自然的進(jìn)步這恰好也是最新的技術(shù)。”

原文見，《Plant tour: Airtech International, Springfield, Tenn., U.S. 》2023.5.17