CEAD機器人擠出機安裝在Poly Products公司印刷模具的數控加工系統機架上，用于生產客戶定制的復合式重型卡車。

CEAD(荷蘭，代爾夫特)已經將CFAM Prime系統商業化，用于復合材料的大規模3D打印.該系統使用打印頭，可在同一部分同時使用連續纖維和短纖維增強熱塑性塑料。正如荷蘭復合材料生產商Poly Products (Werkendam，荷蘭)在本期Kunststof雜志中的一篇文章《想得越多，打印得越好》中所言。CEAD認識到其他公司需要不同的方法。

 

“我們看到對大規模3D打印的需求正在增長，”CEAD商業發展主管Charlene van Wingerden說道。“但并不是每個公司都有空間安裝像我們的CFAM系統這樣的大型設備，因為它的占地面積是8×4×4.5米。”然而，由于許多公司已經擁有了機械臂或龍門架系統(例如，數控加工)，CEAD已開發了獨立的擠出機，可以集成到許多公司已經擁有的機械臂或龍門架系統中，從而提供了低投資的解決方案來探索增材制造的可能性。

 

“我們之前用數控加工的聚氨酯泡沫和手工鋪層GRP(玻璃纖維增強塑料)來制作模具，但是這種方法勞動量大，又很浪費，”匈牙利Rapid Prototyping公司的老板Gyorgy Juhasz解釋說，。去年12月他買了一臺CEAD機器人擠出機。“我們現在的3D打印模具僅使用了30%的短玻璃纖維增強聚丙烯，節省了50%的勞動時間。”

 

CEAD機器人擠出機是為大規模3D打印復合材料設計的一種高產量的輕量化解決方案。該系統提供了3D打印所需的一切:機器人擠出機、基于西門子PLC的控制系統、材料存儲、材料運輸、水冷和易于安裝的擠出機安裝支架。

 

高填充聚合物和熱塑性塑料的范圍

 

CEAD機器人擠出機是專門為3D打印定制設計的高溫系統。使用四個加熱區，擠出機逐漸將熱塑性球團熔化整齊或增強。它由西門子伺服電機和行星齒輪箱提供動力，以獲得加工某些材料所需的更高扭矩。機器人擠出機的設計默認溫度為330攝氏度，高溫版本的溫度高可達400攝氏度，這使得擠出各種纖維增強的熱塑性材料成為可能，即使是聚醚醚酮。

 

升級到1千瓦的伺服電機提供63納米的標準扭矩和144納米的峰值扭矩，有利于大量快速打印有難度且堅硬的材料。使用工程級材料可以大限度地提高擠出機的性能，例如，Arnite 50%玻璃纖維增強PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)和碳填充PESU(聚醚砜)。升級版的輸出量會更大。

 

材料儲存和運輸

 

機器人擠出機可以儲存25公斤不需要徹底干燥的材料。對于需要烘干的物料，位于下方的物料輸送泵可直接與外部干燥機連接，將干燥物料吹入擠出機料斗，通過西門子控制系統進行微調。

 

由于機器人擠出機是作為一個完整系統交付，材料運輸部分也包括在內。我們投入大量的研究來開發可靠的材料運輸系統。因為它對于長時間無人印刷或使用昂貴的工程級材料印刷是至關重要的。Wingerden說:“我們無法接受由于運輸系統故障導致的印刷失敗。CEAD的獨特之處在于其運輸單元是與擠出機一起運輸的標準組件。

 

易于集成和控制

 

整個系統通過西門子觸摸屏操作，該軟件是專門為機器人擠出機和CFAM系統基于多年的塑料擠出、3D打印和機器開發經驗設計的。

 

所有的機器人擠出機部件形成完整的系統。操作員與西門子控制面板進行互動，控制面板可以連接到機器人或龍門系統。機器人擠出機僅由模擬0-10伏和數字0-24伏直流(dc)兩種信號控制，為機械臂或機架控制擠出機提供穩定的系統。近，CEAD在Profinet上引入了機器人擠出機的控制，允許更高級的集成選項。

 

輔助系統

 

CEAD還提供易于集成的干燥系統和其他組件，如噴嘴組。除了機器人擠出機外，Rapid Prototyping公司還購買了一臺干燥機。“這樣，我們就可以打印包括PET, PET- G和ABS在內的一系列材料了。” Juhasz說。