AFRL, Boeing, Thermwood 협력 - 저렴한 오토클레이브 대응 적층 제조 툴링 개발

Source | Thermwood Corp.

Thermwood Corp.(미국 인디애나 데일)가 미 공군 연구소(AFRL, 미국 오하이오 데이턴), Boeing(미국 일리노이 시카고)과 적층 제조를 이용한 저비용 반응형 툴링 생산 연구 프로그램 협력을 발표했습니다.

AFRL 항공기 동체 피부 및 툴링 컨셉. Source | Thermwood Corp.

Thermwood에 따르면 초기 데모 툴은 AFRL 컨셉 항공기 동체 피부용입니다. 아이디어는 Boeing이 AFRL 제조·산업 기술 부문(ManTech)에 제출했으며, 대규모 폴리머 기반 적층 제조(AM) 복합 경화 툴링에 관심이 있습니다.

이 프로젝트에서 Boeing은 Thermwood에 자사 Large Scale Additive Manufacturing(LSAM) 기계 성능 시연을 의뢰했습니다. Thermwood는 이 기계가 수직 레이 프린트(VLP) 기능으로 혁신을 제공한다고 설명합니다. VLP는 층을 바닥과 수직으로 3D 프린팅합니다(자세한 내용은 자매지 Additive Manufacturing의 'Thermwood's vertical layer printing turns AM on its side' 참조). VLP로 더 큰 크기로 부품 프린팅 가능해 조립 비용 절감됩니다.

고온 오토클레이브 대응 소재로 VLP 공정 검증을 위해 Boeing과 AFRL은 중간 규모 툴을 먼저 3D 프린팅하기로 했습니다. 최종 툴과 같은 폭, 높이, 비드 경로를 가지지만 길이만 10피트에서 4피트로 단축했습니다.

중간 규모 툴은 Thermwood 남부 인디애나 시설의 LSAM 적층 제조 시연 기계로 40mm 프린트 코어, 25% 탄소섬유 강화 폴리에테르설폰(PESU)으로 프린팅했습니다. Thermwood에 따르면 이는 VLP 시스템으로 프린팅된 최초의 고온 툴입니다. 프린팅에 5시간 15분 소요, 결과 부품 무게 367파운드. 최종 가공 후 표면 프로파일 프로빙과 진공 무결성 테스트 수행. 실온 진공 테스트 통과, 치수 표면 프로파일 공차 달성. 풀스케일 툴은 약 1,400파운드, 18시간 프린팅 소요 예상.

Source | Thermwood Corp.

AFRL의 저비용 소모성 기술(LCAAT) 프로그램은 비용 증가 곡선을 깨고 신규 시스템을 더 빨리 배치하기 위해 다양한 툴링 접근법을 검토 중입니다. "적층 제조 툴링이 오토클레이브 대응 툴링 조달 비용과 시간을 줄일 수 있는지에 관심이 있습니다."라고 AFRL 프로그램 매니저 Andrea Helbach는 말합니다. "또한 AM 툴링은 최소 비반복 비용으로 차량 설계 변경을 지원합니다."