CAMX 2018:큰 변화가 옵니다

열경화성 3D 프린팅

CW는 열가소성 수지를 사용한 3D 프린팅 복합 재료에 대해 널리 보고했습니다. 그러나 지난 한 해 동안 열경화성 수지(및 연속 섬유, 2018년 5월 블로그 및 2018년 9월 블로그 참조). 이러한 추세는 CAMX 및 ACE 어워드 영역에서 Oak Ridge 국립 연구소(ORNL)가 전시한 대규모 열경화성 인쇄와 함께 추가 성장을 위한 태세를 갖춘 것 같습니다. Magnum Venus Products(MVP)와 협력하여 개발한 THERMOBOT이라고 하는 대규모 열경화성 인쇄 시스템의 빌드 볼륨은 16 x 8 x 3.4ft입니다. 인쇄된 부품 대 부분적으로 융합된 열가소성 층이 있는 부품. 원료 비용도 50% 더 낮은 것으로 추산됩니다. 현재까지의 모든 시험은 ORNL과의 CRADA(기업 연구 개발 계약)에 따라 Polynt-Reichhold의 비닐 에스테르 시스템을 사용했습니다.

더 추가하여 구조가 더 많은 하중을 처리해야 하는 소재인 경우 다양한 셀 직경과 높이의 벌집 모양으로 강성을 높이는 동시에 상당한 중량 절감 효과를 얻을 수 있습니다.
출처:ELiSE(왼쪽) 및 CW.

THERMOBOT 기술에 대한 한 가지 전략(위 이미지 참조)은 응용 프로그램별로 맞춤화할 수 있는 가변 밀도 셀룰러 벌집 구조를 인쇄하여 내하중이 높지만 가벼운 구조를 생산하는 것입니다. 그 결과 현재 접근 방식에 비해 더 적은 재료, 시간, 에너지 및 비용을 소비하는 고강도 구조의 더 빠른 인쇄가 가능합니다. 이것은 또한 Evolutionary Light Structure Engineering(ELiSE, 2016 블로그 참조)에서 도입한 생체 공학 설계 접근 방식인 하중 적응형 벌집 구조를 구현하는 지금까지 가장 비용 효율적인 방법을 제공할 수 있습니다. MVP는 상용화 계획을 추진 중이며 문의를 환영합니다.

출처:CW

3D 인쇄된 금형이 다시 반복됩니다.

Polynt-Reichhold는 Cincinnati Inc. 및 TruDesign(Knoxville, TN, US)과 협력하여 3D 인쇄 복합 금형에서 또 다른 단계적 변화를 보여주었습니다. CAMX에서 선보인 진보는 단단한 하부 구조가 아닌 격자형 코어로 금형을 인쇄하는 것이었습니다. 이는 인쇄 시간, 재료 및 비용을 줄여줍니다. 실제 금형 표면은 TD Coat RT로 3D 인쇄 격자를 스프레이하여 최종 치수와 세부 사항이 가공되는 상온 코팅입니다. 이 코팅은 MVP 스프레이 장비로 적용되며 TruDesign에서 상업적으로 이용 가능합니다. 특히, 열경화성 표면을 열가소성 인쇄 기판에 결합하고 진공 무결성을 위해 표면을 밀봉하며 인쇄된 복합재의 기계 방향과 Z 방향 사이의 열팽창 계수(CTE)의 상당한 차이(일반적으로 20%)를 처리합니다. 탄소 섬유 강화 ABS. 그렇지 않으면 온도 변화로 인해 금형 표면이 변할 수 있습니다. 위에 표시된 몰드 세그먼트는 Cincinnati Inc. BAAM 기계를 사용하여 AES(Akron, OH, US)에 의해 인쇄되었습니다.

출처:CW

L&L은 자동차용 인발 구조를 제공합니다.

L&L Products, Inc.는 연속 복합 시스템을 출시했습니다. (CCS) 폴리우레탄 수지를 사용한 인발. 사이드 실 및 충돌 구조와 같은 자동차 응용 분야를 목표로 하는 이 제품은 필요한 강성을 위해 격벽이 필요한 기존 금속 구조를 대체하여 경제적인 가격으로 강철보다 75% 적은 질량, 알루미늄보다 30% 적은 경량을 제공합니다. 연속 섬유 프로파일에는 유리 섬유를 사용하는 CCS Set, 유리와 탄소 섬유의 맞춤형 혼합을 사용하는 CCS Hybrid 및 탄소 섬유만 사용하는 CCS Extreme이 있습니다. 이러한 복합 재료는 또한 연속 공정의 일부로 L&L의 잘 알려진 접착제와 결합되어 제조 비용과 배송 시간을 더욱 단축할 수 있습니다. L&L 접착제는 소음, 진동 및 거칠기(NVH) 문제를 완화하는 데에도 사용됩니다. 자동차 외에도 CCS 제품은 풍력 터빈 블레이드 스파 캡, 산업 및 건축 애플리케이션을 대상으로 합니다.

L&L은 또한 토크 유지 절연 TRI-씰을 표시했습니다. 복합재료 자동차 차체용 제품. 확장 가능한 실란트 재료는 알루미나(Al₂ O₃ , 또는 산화 알루미늄) 구체는 토크 유지를 위한 형체력을 지원하는 동시에 이종 재료 사이를 격리하여 갈바닉 부식을 방지하고 물, 공기 및 먼지 침입에 대한 밀봉을 동시에 제공합니다. 건식 응용 분야의 경우 열 접착 또는 압력에 민감한 응용 분야의 점착성인 TRI-seal 제품은 이종 재료 인터페이스, 볼트/리벳 부착 및 도어/후드/리프트 게이트 힌지에 사용할 수 있습니다.

출처:오웬스 코닝

Owens Corning, 3D 프린팅 필라멘트 생산

엑스스트랜드 3D 프린팅 필라멘트는 회사의 잘게 잘린 유리 섬유와 폴리아미드 6(PA 6 나일론) 또는 폴리프로필렌(PP) 폴리머를 사용하여 개발되었습니다. 왜 유리 섬유인가? Owens Corning 제품 전문가 Jay Yang은 "각 유형의 폴리머에 최적화된 섬유 크기를 구성하는 더 나은 솔루션을 설계했기 때문에 잘게 잘린 탄소 섬유에 비해 더 나은 인쇄, 더 나은 마감 처리 및 더 나은 특성을 가지고 있습니다."라고 설명합니다. 그는 폴리머, 섬유 및 사이징의 최적화된 시스템을 개발하기 위해 상당한 제품 개발과 재료 선택이 필요했다고 말합니다. “사소한 일이 아니라 2년 동안 많은 연구개발 작업이 필요했습니다.” Yang은 더 높은 온도와 더 많은 특수 폴리머를 사용하는 필라멘트를 포함하여 더 많은 제품 변형이 파이프라인에 있다고 말합니다.

출처:ATSP 혁신.

Tg>250°C의 폴리에스터 수지

ATSP Innovations(미국 일리노이주 샴페인)는 Estherm 방향족 열경화성 폴리에스터(ATSP) 수지를 개발한 일리노이 대학 어바나 샴페인의 신생 기업입니다. 이 보고된 새로운 종류의 코폴리에스터는 일반적인 폴리에스터 또는 평균 습식 레이업 에폭시 수지보다 더 높은 성능을 제공합니다.

인장 강도 95 MPa 인장 탄성률 4.2 GPa 압축 탄성률 4.9 GPa 압축 강도 304 MPa

그러나 각각 140°C 및 160°C에서 최대인 폴리에스테르 및 비닐에스테르와 200°C 이전에 최대 사용 온도에 도달하는 에폭시에 비해 더 높은 온도 성능(Tg>250°C)을 자랑합니다. ATSP Innovations는 Estherm으로 만든 복합 재료가 최대 285°C의 Tg까지 하중 지지 구조를 가능하게 한다고 보고합니다. 이것은 실제로 페놀(148-260°C), 비스말레이미드(200-282°C) 또는 폴리이미드(260-316°C) 수지 시스템에 더 가깝습니다. 회사는 매우 낮은 수분 흡수, 산화 안정성, 쉬운 기계 가공성(낮은 먼지), 충전제가 없는 낮은 가연성(40%의 산소 지수 제한, 페놀계보다 큼) 및 열가소성 수지와 유사한 재활용 가능성을 포함하여 훨씬 더 많은 이점을 제공한다고 주장합니다.

실제로 L&L Products LF610 개질성 에폭시 접착제와 유사하게 이 방향족 열경화성 코폴리에스터를 접착제(상표명 Self-Bond)로 제형화하면 열과 압력으로 각각 접착 및 탈착이 가능하며 손실 없이 50회 반복할 수 있습니다. 힘. ATSP Innovations는 이것이 사슬간 에스테르 교환 반응이라는 고체 결합 과정으로 인해 가능하다고 설명합니다. . Estherm과 Self-Bond는 특정 고객의 요구 사항을 충족하도록 맞춤화할 수 있고 다양한 제품 형태로 제공되는 드롭인 솔루션입니다. ATSP Innovations는 마찰 및 극저온 코팅뿐만 아니라 복합 재료 및 발포체의 재료 처리에 대한 연구를 발표했습니다. 이 재료는 2011년부터 개발 중이며 ATSP Innovations는 최근 NASA가 후원하는 Phase I SBIR 프로젝트 "공간 내 조립을 위한 가역 접착 개념"의 후속 단계 II를 수상했습니다.

출처:CW

진공 백 치료를 위한 IoT

Ruiz Aerospace(Laval, QC, Canada)는 TERVIA Hub를 개발했습니다. , 센서 및 인터넷 연결이 내장되어 허브에 연결된 진공 포트에서 데이터를 수집하고 전화, 태블릿 또는 PC를 사용하여 Wi-Fi를 통해 해당 데이터를 교환할 수 있습니다. 프로브는 진공 백 아래의 대기압, 진공, 온도 및 습도를 수집하고 이 데이터를 TERVIA 허브를 통해 클라우드에 전달합니다. 이 시스템은 도구 및 진공 백 설정에 대한 자동 누출률 테스트를 실행하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 경화 전반에 걸쳐 제조 매개변수를 표시하고 기록합니다. 시스템은 또한 프로그래밍된 시간 및 온도 레시피에 대한 경화 진행률을 표시하고 경화 매개변수가 충족되거나 임계 온도에 도달하면 SMS/이메일 경보를 보낼 수 있습니다. 본질적으로 열 적용 메커니즘 없이 핫 본더 시스템으로 작동합니다. 그러나 허브에 대해 미화 1,000달러 미만, 진공 프로브 3개에 대해 미화 99달러, 고급 소프트웨어 라이선스에 대해 월간 구독료가 미화 39달러 미만(무료 및 더 비싸고 사용자 지정 가능한 옵션도 있음)으로 총 올인 비용은 훨씬 더 저렴합니다.

CAMX에서 소개된 새로운 개발에 대한 더 많은 블로그를 계속 지켜봐 주십시오.