新型碳纤维材料增加了f系列打印机的车间能力

本文由斯特凡•布洛克2021年5月14日更新

文章

Stratasys公司介绍ABS-CF碳纤维材料应用到f系列打印机家族,将F123系列的卓越性能提升到另一个水平;模糊了办公室和车间之间的界限。

用户可以享受Stratasys f系列的快速、安静和易于使用,同时使用通常为生产系统保留的先进材料。不妥协的打印:快速简单的办公友好打印,同时通过使用ABS-CF等先进材料扩展应用功能。

ABS-CF与之有何不同腹肌?使用ABS- cf就像常规ABS打印一样简单-我们仍然拥有可溶性支架的所有好处,通过GrabCAD Advanced FDM提供优化的内部填料,以及更多!虽然工作流程保持不变,但材料肯定不同了。ABS- cf是Stratasys的标准ABS的10%填充切碎碳混合物,拥有一个刚度增加50%强度增加15%.这些优越的机械性能可以显著改善打印部件,同时也为Stratasys f系列用户提供了更多的可能性。臂端工装,夹具和夹具生产艾滋病,以及耐用的最终用途部件都是可以通过升级ABS-CF的机械性能来改善的应用。

碳纤维管焊接夹具

碳纤维管焊接夹具

尺寸稳定性vs ABS

尺寸稳定性对制造辅助材料的有效性起着很大的作用。辅助设备的寿命直接取决于其在操作规范内执行可重复任务的能力。ABS- cf比标准ABS塑料在刚度、强度和平均CTE方面有显著提高。平均CTE的变化在这里具有显著的影响,因为它意味着在更具有挑战性的环境中更高的维度精度,通常在车间中经历。

这意味着与标准ABS相比,使用ABS- cf生产的模具由于温度的影响具有更小的尺寸方差。我们可以在这里看到两个特定的比较器,使我们能够更深入地了解材料的行为。首先是CTE与ABS材料的比较。

图1尺寸变化与ABS-M30温度

图1尺寸变化与ABS-M30温度的关系

图2所示。尺寸变化vs温度ABS-CF

图2所示。尺寸变化vs温度ABS-CF

我们可以立即看到ABS-CF在典型的车间环境范围内表现出明显较低的挠度,并将这一趋势延续到更高的温度应用中。这使得CF能够生产出提供更好的可重复性能的工具,并且可以在车间使用更长的时间。

碳纤维材料性能

ABS-CF提供的最大增强之一是刚度提高了50%。刚度在夹具和夹具中起着重要的作用,特别是在寻找非静态制造辅助设备时。非静态夹具,如装配线上的臂端工具,在使用时承受动态载荷。

与传统制造方法相比,AM允许更轻,更复杂的eoat,而不影响性能-这允许更小的臂和更快的旅行速度,通过减少周期时间节省成本,允许使用更小的设备,并通过部件整合优化设计。ABS-CF进一步提高了这些优势,与f系列的其他材料相比,ABS-CF具有更高的强度和刚度优势。

与ABS相比,ABS具有更高的材料刚度和更低的比重,可以减轻EOA工具上的净载荷,同时提供更坚固的工具,减少控制工具的机械臂的振动和磨损。ABS- cf的密度比ABS低,这也可以减轻模具的重量。

让我们看一个简单的例子,一个手臂夹具的末端,它的几何结构调整,以利用ABS-CF带来的优势。这个夹持器最初设计时考虑了ABS和最大1mm的目标偏转。下面我们可以看到初始几何图形和它的最大位移图使用SOLIDWORKS模拟

为ABS-M30设计的夹持器

为ABS-M30设计的夹持器

初始夹持器设计有限元分析

最大位移图使用SOLIDWORKS模拟

目标最大位移为1mm,我们现在可以应用ABS-CF作为我们的材料选择,并开始减少模型材料几何形状,直到达到相同的位移。迭代优化设计,以利用我们新的升级材料,我们能够减少几何形状和材料消耗,如下所示。

夹持器设计采用ABS-CF10碳纤维材料

夹持器设计采用ABS-CF10材质

使用SOLIDWORKS模拟碳纤维材料的最大位移图

最大位移图使用SOLIDWORKS模拟

结果

我们使用ABS-CF进行的几何优化允许这一点工具材料体积减少20%在保持最大位移低于最初目标1mm的同时,还领先了一个印刷时间减少15%。

增材专业服务团队

通过采用以用户为中心的方法,我们的专业服务团队帮助组织确定增材制造(AM)可以利用来解决组织内的新想法、持续挑战或新业务需求的机会。

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斯特凡•布洛克

Stefan是Javelin增材专业服务团队的打印服务应用专家。华体会视频直播