Magnum Venus Products（MVP）是一家的復合材料應用設備制造商，于2017年開始研發其反應性添加劑制造（RAM）機器。同年，Polynt，一家熱固性聚合物，凝膠涂層和SMC供應商，開始與Oak Ridge合作實驗室（ORNL）開發用于RAM系統的反應材料。通過CAMX 2018（10月15日至18日，德克薩斯州達拉斯），該團隊的努力得到了ACE Infinite Possibility Award的認可，因為其熱固性材料的可用于大面積3D打印機。本周，CW參加了一次發布會，三家合作伙伴在ORNL的能源部（DOE）制造示范工廠（MDF）展示了上個大型熱固性復合材料增材制造系統。

 

 

在ORNL推出反應性添加劑制造RAM機器和Polynt反應沉積材料橡樹嶺實驗室（ORNL）展示了MVP的反應性增材制造（RAM）機器和Polynt反應沉積PRD-1520印刷材料。

 

　　反應性添加劑制造（RAM）

 

　　盡管已經開發出能夠使用UV固化熱固性塑料進行3D打印的技術，但RAM和Polynt Reactive Deposition PRD-1520打印介質構成了個大規模系統 - 當前構建的封裝尺寸為8英尺×16英尺×3.5英尺 - 使用活性樹脂在沒有UV活化的環境溫度下固化。該技術旨在用于低成本夾具，熱成型工具和高壓釜模具。 “RAM提供更強大，更節能的產品，具有更好的熱性能，”MVP CEP Bob Vanderhoff解釋道。

 

　　RAM系統包括大型印刷平臺和落地式MVP泵送系統，只有打印頭安裝在計算機控制的龍門架上。泵送系統將短玻璃纖維增??強乙烯基酯樹脂和過氧化物引發劑精確測量并計量到打印頭中的靜態混合器中。然后將混合樹脂通過噴嘴擠出，類似于大多數熔融沉積建模（FDM）系統。 “使用1.2毫米直徑的噴嘴，打印速度大約為1.2米/秒，”ORNL增材制造熱固性聚合物/復合材料技術負責人John Lindahl表示（A.M.）。 “RAM可以實現FDM級功能，同時仍能提供近7 kg / hr（15 lb / hr）的高輸出功率。”

 

　　反應性添加劑制造RAM機器用3D熱固性復合材料打印構建平臺是模塊化的，由八個部分組成。 “每個都很容易被刪除和索引，”ORNL制造科學組負責人Vlastimil Kunc指出。 “我可以用我的手指移動它們，所以如果你想進行后固化或機加工，你可以將它們拉出來并用另一個替換它。”然后將這個過程模塊化，以便它可以擴展到大批量生產。 “我們還將拾取和放置機器人功能集成到RAM中，以便根據需要嵌入傳感器，熱電偶，RFID標簽和加熱元件，”他補充道。

 

　　“RAM還配備了紅外攝像頭和光學傳感器，用于監控構建過程中的放熱和溫度，”Lindahl說。 “我們開發了一種一維熱化學流變模型，我們使用半無限墻，這是用這些材料制造的難的特征。該模型告訴我們，根據印刷樹脂和反應，您需要多長時間，打印速度（體積輸出）以及放熱的溫度。所有這些都指導我們優化RAM打印參數，并充分了解印刷樹脂在凝膠，固化和完全印刷過程中的粘彈性行為。”

 

 

 

RAM機器使用紅外攝像機和光學傳感器來監控打印溫度和放熱RAM打印機配備紅外攝像機和光學傳感器，監測放熱和符合優化參數，如ORNL的熱化學流變模型所定義。

 

　　Polynt Reactive Deposition（PRD-1520）可提高效率PRD-1520是一種預先推廣的預混合不飽和乙烯基酯樹脂，設計具有高粘度（2.5-3.0百萬cPs），用于泵送和3D打印。它設計用于MVP RAM打印機，具有低收縮率和94°C / 201°F的熱變形溫度（HDT），玻璃化轉變溫度為107°C / 225°F。根據3D打印長絲供應商的說法，這與PLA，ABS和尼龍的HDT分別為56°C，88-98°C和110°C相比。 “然而，PRD-1520正在申請的化學品能夠在印刷層之間實現化學鍵合，從而提高3D打印結構的性能，包括與熱塑性塑料相比，z方向強度提高2到4倍，”Polynt研發總監Steve Voeks解釋道。他還注意到樹脂的長時間開放時間（凝膠時間為20-25分鐘），“這使得可以在層間打印具有開始和停止以及長間隔的大型結構。”

 

　　“我們所做的刀具路徑開發是熱固性材料所獨有的，”Lindahl解釋道。 “我們可以通過稀疏填充開始打印非常有效的結構，然后使用零空隙層打頂。我們從0°/ 90°交替層開始，然后在單個過渡層中以0°和90°打印路徑開始，然后在其上面加上固體印刷層。這使您可以打印大面積，同時顯著減少打印材料以及重量，打印時間和成本。“ORNL博士后研究員Chris Hershey將于9月26日星期四10月29日在CAMX 2019上發表技術文章解釋這項技術。早上00點。 “具有固體周長的稀疏填充結構的大規模反應擠壓沉積”已經獲得CAMX 2019杰出技術論文和增材制造會議軌道中的佳論文。

 

　　“使用PRD-1520，RAM是目前用于聚合物和復合材料的節能的3D打印機，”Lindahl說。值得注意的是，熱固性材料不需要加熱的桌子或腔室。也不需要熔化熱塑性粒料通常所需的熱量。

 

　　“我們與Polynt和MVP進行了互利合作，共同研究下一代反應性聚合物增材制造，”MDF總監Bill Peter說。 “在能源部先進制造辦公室的支持下，我們計劃繼續進行基礎研究，以改進這項技術，更好地了解基礎科學，同時與我們的行業合作伙伴展示更高能效的流程和應用。”

 

　　如需了解更多信息，請訪問MVX 201號展位（2007年9月23日至26日，加利福尼亞州，阿納海姆）的S25展位和ORNL展位，或者聯系MVP的Hannah Jay，Polynt的Rick Pauer或ORNL的Jennifer Burke。