应用

Continuous Composites和Siemens Energy是3D打印生成器组件的合作伙伴

连续的复合材料作为复合材料3D打印技术的开发商,该公司已经为能源技术公司打印了3D打印的发电机组件西门子能源公司.

使用连续复合材料公司专有的连续纤维3D打印(CF3D)工艺,合作伙伴能够以大幅降低成本和交货时间的方式制造发电机部件。通过几年的合作,包括来自连续复合材料的材料合作伙伴Arkema,两家公司还为该项目联合开发了一种特殊的热固性玻璃纤维增强聚合物(GFRP)材料。

西门子能源公司首席技术开发工程师Joel Alfano博士解释说:“CF3D优越的机械性能,加上显著的成本和交付周期减少,使我们选择了连续复合材料。”。“利用AM用复合材料替换金属发电机部件的机会是解决我们在能源行业面临的限制的一个强有力的突破,CF3D技术正在使之成为可能。”

西门子能源发电机。图片来自西门子能源。
西门子能源的发电机。图片来自西门子能源。

用CF3D制作复合材料

Continuous Composites成立于2015年,总部位于爱达荷州科乌尔·达伦(Coeur d’Alene),拥有“世界上最早授予的连续纤维印刷专利”之一。

CF3D是一种相当独特的工艺,因为它结合了连续纤维增强和热固性树脂技术。CF3D末端执行器利用机械臂,将干纤维共沉积到快速固化的聚合物树脂基体中。纤维-树脂混合物在沉积后立即固化,形成具有可定制强度特性的各向异性固体部分。该技术兼容结构纤维(碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维)和功能纤维(光学纤维和金属纤维)。

新的GFRP材料使该技术更进一步,引入了227°C的玻璃化转变温度(Tg)和最小的高温强度损失。该复合材料还可实现50%以上的纤维体积分数(FVF)和小于1.5%的空隙率,从而实现使用传统复合材料技术无法实现的大型高强度零件。

CF3D的工作原理是沉积和固化树脂浸渍连续纤维。照片通过连续复合。
CF3D的工作原理是沉积和固化树脂浸渍连续纤维。照片通过连续复合。

3D打印复合发电机部件

鉴于CF3D的能力,西门子看到了改造其发电机供应链的机会。目前,绝大多数发电机部件都采用传统的金属铸造工艺生产,这种工艺生产量小,成本高,需要较长的交付周期。零件本身需要在高温操作条件下保持高强度。

将GFRP复合材料与CF3D相结合,项目合作伙伴能够将制造成本降低5倍,同时将交货期从10个月缩短至3周。由于零件拓扑优化,零件重量和材料使用量也大大减少。另外,西门子预计3D打印部件的长期能源节约将超过100万美元。

Continuous Composites首席执行官泰勒·阿尔瓦拉多(Tyler Alvarado)补充道:“将CF3D用于制造发电机部件就是一个例子,我们的技术正在破坏当前的制造流程,并用高性能复合材料替换金属零件。”。“我们与西门子能源公司的合作证明了我们开发和定制具有严格机械性能要求的材料解决方案的能力。”

用CF3D打印复合材料零件。照片通过连续复合。
用CF3D打印复合材料零件。照片通过连续复合。

不可否认,从铸造业转向添加剂制造业带来的好处不仅仅雷电竞充值限于能源行业。在航空航天领域,姐妹技术公司通用航空通用电气的添加剂最近开始了3D打印四种新型燃气轮机发动机零件第一次。通用航空公司以成本和上市时间为主要考虑因素,决定从投资铸造转向金属增材制造,尽管已经有一套用于排气接头盖的铸造模具。雷电竞充值

在其他地方,制造系统供应商Ingersoll机床最近与航空公司合作三维打印22英尺长的真空微调工具,用于生产直升机旋翼桨叶。通过选择3D打印零件而不是加工大型模具,合作伙伴能够将项目的交付周期从五个月缩短到三周。

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特色图片展示了使用CF3D打印复合材料零件的3D效果。照片通过连续复合。