3Dfy چاپ سه بعدی پلیمرهای تقویت شده با الیاف پیوسته را هدف قرار می دهد

منبع

موارد استفاده اصلی شامل عملکرد سبک و حرارتی-مکانیکی بالا (سفتی، استحکام، چقرمگی شکست، دما، رطوبت، تشعشع، مقاومت در برابر عوامل شیمیایی) کاربردهایی است که تحت شرایط بارگذاری شدید و محیطی، برای صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی، بیومکانیک (مثلاً ابزار/ابزار، نمونه‌های اولیه کاربردی، براکت‌های پیچیده، روکش‌ها و پانل‌ها، قطعات موتور داغ، بدنه‌ها و اتصالات کانال پیچیده، CubeSats، بدنه‌های پهپاد/پهپاد، تیغه‌های توربین بادی در مقیاس کوچک، قطعات رباتیک، کالاهای ورزشی، و ایمپلنت‌های مصنوعی.

پروژه 3Dfy روشی نوآورانه را برای مقابله با مشکل داده شده بر اساس نوار پیش‌آب گرمانرم UD به عنوان ماده اولیه برای فرآیند چاپ سه بعدی کامپوزیت پیشنهاد می‌کند. مزیت رقابتی روش پیشنهادی در سطح هزینه‌های پایین‌تر و کیفیت-عملکرد بالاتر مواد اولیه و همچنین تنوع زیاد مواد و منبع باز برای کاربر نهایی است.

جنبه نوآوری به نوع جدیدی از هد اکستروژن اشاره دارد که قادر به پردازش یک نوع خوراک جدید در مقایسه با وضعیت فعلی هنر است که با همین مشکل سروکار دارد و روش و فناوری جدید چاپ سه بعدی مرکب. نوارهای کامپوزیت پیش آغشته شده موجود در بازار با سطح مقطع مستطیلی به عنوان مواد اولیه به جای رشته های داخلی و اختصاصی از قبل آغشته شده با سطح مقطع دایره ای (همانطور که در حال حاضر توسط سایر بازیگران در همان بخش بازار انجام می شود) استفاده می شود.

بسیار خرسندیم اعلام کنیم که لیست برندگان اولین دوره مسابقه PASIFIC Postdoctoral Fellowship Program (برنامه بورسیه آکادمی علوم لهستان) شامل دکتر Adi Adumitroaie است که پروژه “چاپ سه بعدی با کارایی بالا” را اجرا خواهد کرد. کامپوزیت های پلیمری (3Dfy)”.

این پروژه به جنبه های جفت شده (الف) مواد اولیه چند فازی (ماتریس پلیمری و الیاف تقویت کننده) برای چاپگر سه بعدی مرکب می پردازد. (ب) فناوری پردازش پرینت سه بعدی ترکیبی برای مواد اولیه؛ (ج) عملکرد مواد کامپوزیتی پرینت سه بعدی خروجی. بنابراین، این پروژه جنبه های چند رشته ای، چند فیزیک و چند مقیاسی از جمله علم و فناوری مواد (الیاف تقویت کننده و ترکیبات ماتریس پلیمری، سازگاری آنها، فرمولاسیون ماتریس پلیمری، افزودنی ها و اصلاح کننده های مورد نیاز با توجه به روش پردازش) را پوشش می دهد. توسعه مواد اولیه؛ تکنولوژی فرآیند؛ توسعه محصول (کامپوزیت سر اکستروژن 3DP)؛ تولید، اتوماسیون و کنترل دیجیتال؛ طراحی، تجزیه و تحلیل و آزمایش فیزیکی مواد کامپوزیت؛ مدل سازی و شبیه سازی مجازی؛ اعتبار سنجی فرآیند و محصول

پروژه جدید “چاپ سه بعدی کامپوزیت های پلیمری با کارایی بالا (3Dfy)” تحت نظر دکتر Adi Adumitroaie با هدف توسعه و اثبات یک روش پردازش پرینت سه بعدی نوآورانه برای مواد کامپوزیتی با کارایی بالا و کاربردهای آنها است. این پروژه چندین جنبه را در نظر می گیرد، مانند تقویت پیوسته الیاف (به عنوان مثال، کربن، شیشه) که به طور ذاتی عملکرد مکانیکی برتر (به عنوان مثال، سفتی، استحکام) را برای کامپوزیت فراهم می کند. و ماتریس ترموپلاستیک با کارایی بالا (به عنوان مثال، PEEK، PEKK، PEI، PPS) با عملکردهای ترمو مکانیکی برتر (به عنوان مثال، حرارتی، شیمیایی، تشعشع، محیطی، سایشی، مقاومت، چقرمگی شکست) برای کامپوزیت چاپ سه بعدی.

در اولین ویرایش برنامه کمک هزینه تحصیلی پسا دکتری PASIFIC، 348 درخواست از دانشمندان 60 کشور ارائه شد و 35 برنده از 15 کشور برای انجام تحقیقات خود در آکادمی علوم لهستان انتخاب شدند. پروژه های آنها 17 رشته از هر سه پانل – علوم فیزیکی و مهندسی (15 بورسیه)، علوم زیستی (10) و علوم اجتماعی و علوم انسانی (10) را پوشش می دهد.

موضوع چاپ سه بعدی پلیمری تقویت شده با الیاف پیوسته یک چالش تکنولوژیکی باقی مانده است. یک چشم انداز بسیار رقابتی شامل بازیکنان از تمام بخش های زنجیره توسعه، از دانشگاه ها گرفته تا مراکز تحقیقاتی (به عنوان مثال، DLR، NLR، ESA، JAXA، ORNL، موسسه Fraunhofer، و غیره) و صنعت وجود دارد. اینها هم استارت آپ های نوآورانه با فناوری عمیق SME (به عنوان مثال، Markforged، Anisoprint، 9T Labs، Arevo Labs، راه حل های فناوری APS، Continuous Composites، و غیره) و شرکت های بزرگ (مانند Boeing، Airbus، Ingersoll، CEAD، و غیره) را در بر می گیرند.

در پروژه اصلی، فناوری چاپ سه بعدی ساخت رشته های ذوب شده جدید برای پلیمرهای ترموپلاستیک با کارایی بالا تقویت شده با فیبر پیوسته (به عنوان مثال، PEI، PES، PEEK، PEKK) پیشنهاد شد. نکته جدید در این واقعیت است که نوارهای کامپوزیت از پیش آغشته شده موجود در فرآیند تولید کامپوزیت صنعتی Automatic Fiber Placement به عنوان ماده اولیه (به جای رشته های از پیش آغشته شده) استفاده می شود.

پروژه 3Dfy مرحله اولیه RDI 2019-2021 در دانشگاه خیرونا، اسپانیا، تحت اتحادیه اروپا MSCA برنامه TECNIOspring+ را تامین مالی می کند آژانس کاتالان برای رقابت تجاری ACCIÓ، و در حال حاضر در موسسه تحقیقات فناوری بنیادی، لهستان، تحت 2022-2024 ادامه دارد. MSCA اتحادیه اروپا با کمک مالی برنامه PASIFIC آکادمی علوم لهستان