由Q.mid GF25玻璃纖維制成的3D打印駕駛艙組件。3D打印駕駛艙組件由Q.mid GF25玻璃纖維制成。

Reiser Simulation and Training GmbH（德國伯格）最近委托Murtfeldt Additive Solutions GmbH（德國Kusterdingen Murtfeltt AS）為全飛行直升機模擬器生產模塊化駕駛艙。駕駛艙是通過Murtfeldt的Queen 1增材制造（AM- additive manufacturing ）系統從Q.Big 3D（德國阿倫）成功制造的，這是一種可變熔融顆粒制造（VFGF-variable fused granulate fabrication ）工藝，通過3D擠壓打印實現大型部件的生產。

該項目的目的是克服以往傳統制造戰略的局限性；傳統的基于模具的工藝，尤其是對于大體積部件，通常會產生高的加工成本和長的交付周期。根據相關公司的說法，對于這樣的項目，這樣的項目通常需要3-6個月才能完成。此外，傳統的熔融沉積建模（FDM-fused deposition modeling）打印機通常不能生產大體積的3D組件，具有不經濟的構建速率，并且使用含有細絲的材料，與顆粒3D打印機相比，這些細絲通常每公斤貴七倍。

通過使用3D擠壓打印機進行生產，消除了工具成本，可以在短的攤銷期內實現新的構建策略（如新的部件幾何形狀），并且與FDM打印機相比，可以使用3D打印中不含細絲的市售標準顆粒。

由此產生的模塊化駕駛艙組件以2.260×1.780×1.705毫米的尺寸進行了3D打印。駕駛艙框架由芳香聚酰胺制成，玻璃纖維含量為25%（Q.mid GF25），具有高尺寸穩定性、高達200°C的溫度穩定性、高剛度和優化的可涂裝性，駕駛艙重量僅為200公斤。所有組件的制造只花了一個多月的時間，然而Murtfeldt AS預計通過優化工藝鏈，后續項目的建造時間會更短；由幾個Queen 1機器組成的打印機網絡也可以縮短時間關鍵請求的交付時間，因為最長的單個構建作業幾乎是100個小時。

Reiser Simulation and Training負責設計和開發的邁克爾·奧特曼(Michael Ortmann)表示，3D擠壓打印提供了許多以前似乎不可能的潛在好處。他列舉了幾個方面：“上市時間短、構建速度快、結構輕、仿生學、功能集成和無需模具的成本效益高的制造，以及使用顆粒的優點。”。

 

具有可變噴嘴直徑的VFGF擠壓打印頭可實現高度特定的組件結構

除此之外，還可以控制大型復雜部件的變形、公差間隙尺寸小和表面質量高。在用戶位置重新組裝可拆卸模塊也得到了優化，同時使用轉換套件可以經濟高效地模擬兩種直升機型號（空中客車直升機H135和H145）。

據合作伙伴介紹，Queen 1 3D擠壓打印機提供了幾個功能，使這一切成為可能：

• 高表面質量，即使在幾何體有強烈懸垂的情況下也是如此。
• 由于外部腔室的主動溫度控制以及3D打印機的構建空間，組件中部件的裝配精度高（尺寸精度、小間隙）
• 恒定的系統溫度，不顧生產大廳本身的溫度波動。
• 可變噴嘴控制系統，可實現快速構建速率，適應每種幾何形狀的特定特性。模式會根據需要自動更改。

總之，合作伙伴指出，使用Queen 1系統的投資風險很低，可以消除后處理成本，與SLS或FDM打印等競爭對手的AM策略相比具有優勢。

Murtfeldt AS董事總經理約翰內斯·馬蒂斯(Johannes Matheis)表示：“有了Q.Big 3D的VFGF系統技術，我們可以專門深入VFGF制造戰略的進一步應用領域。如果你掌握了整個工藝鏈，就有可能實現具有高重復性和部件質量的復雜大型3D部件。”

注：原文見，《Large-volume VFGF extrusion printer facilitates modular composite cockpit 》 2024.5.6

楊超凡 2024.5.7

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