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光固化3d打印机Form 3L为西门子制作模具嵌件和测试零件

西门子能源奥兰多创新园(OIC)为全球各行各业的合作伙伴开发和执行从概念到完成的项目。那里的工程师可以使用所有可用的工业工具;他们的任务是结合加工、成型、自动化和 3D 打印等制造技术来解决全球问题。


这些管嘴部件由西门子能源奥兰多创新园的机械工程师Brian Biller设计,与气流测试台中的燃气轮机叶片接口


增材制造技术员Matthew Deutsch负责其增材制造(AM)复合材料部门,管理熔融沉积建模(FDM)和立体光刻(SLA)打印机,包括两个Form 3L光固化3D打印机。Deutsch 依靠 Formlabs 材料库的多功能性来开发从快速原型到注塑模具嵌件的所有内容,并与 Formlabs 合作,帮助验证大幅面 SLA 零件后处理工作流程中的新游戏规则改变者 Build Platform 2L


利用 Build Platform 2L 的专利快速释放技术,Deutsch 一直在不间断地运行他的 Form 3L 打印机,并开始直接在构建平台上打印模具和制造辅助工具等较大零件。
 

“等待是值得的。使用模具,我们可以打印,然后在 24 小时内开始泵出注塑成型塑料零件。这是整个行业的起源。”

Matthew Deutsch

西门子能源奥兰多创新园增材制造技术员
 

处理紧急状况
 

自从引进两台Form 3L打印机并教育其他部门了解SLA 3D打印的多功能性以来,Deutsch说打印机几乎不间断地运行


AM部门提出的请求类型从贸易展览的发动机型号到维修半个地球的燃气轮机至关重要的固定装置和工具。“我们处理紧急情况。西门子能源将向我们提出要求,要求开发维修发动机部件的流程,有时是在停电期间发动机被禁用的计划内或计划外时间段。发动机每分钟不发电,都是一个巨大的损失。一个3D打印项目评估了涡轮叶片的磨损,以避免未来的停电,“Deutsch说。

拥有多台3D打印机和各种材料有助于快速完成这些项目。Deutsch负责将SLA技术引入OIC,起初,他的同事对树脂材料持谨慎态度。当他们看到拥有这样一个多功能材料库的优势时,他的同事们开始探索将SLA零件整合到工作流程中的新方法。现在,Deutsch 看到 Form 3L 上的零件打印需求比任何其他打印机都多。“我收到的对其他技术的要求越来越少,对树脂零件的要求越来越多,从用于注塑模具嵌件的刚性 10K 树脂到 Tough 2000 树脂和透明树脂。这些机器还没有关闭,“Deutsch说。Tough 2000 树脂因其强度和刚度而成为团队的主要使用材料。他们一直将其用作需要强度、气密性等部件的铝模拟。

Formlabs SLA 产品线的材料可变性意味着几乎任何问题都有解决方案。鉴于西门子能源网络的全球规模,支持不同工作流程的工具是一个巨大的优势。“每个请求都是不同的——从来不会是同一个星期两次。Form 3L的这种枢轴能力是无与伦比的,“Deutsch说。

 

批量生产和大型零件


再加上材料库的多功能性,Form 3L的尺寸意味着它可以生产单个大部件,批量生产许多小部件,甚至可以同时打印一个组件的多个组件。“这是一个很棒的外形因素,价格实惠。通常情况下,一旦你开始使用SLA变得更大,你的花费就会增加十倍,但这是很好的性能和规模,”Deutsch说。


打印机昼夜不停地工作,对于需要多天打印的大型打印,Deutsch通常会在周末让打印机工作,因为他知道打印机可以完成复杂的工作。“我们可以在周末完成小批量生产或大型零件。我们可以打印具有挑战性的部件,星期一就可以完成。”Deutsch说。然而,有些地方是遥不可及的,直到Build Platform 2L出现。

 


打印大型注塑模具嵌件


在OIC, Deutsch的团队和其他人更多地负责构建流程,而不是产品。一个用于测试涡轮机叶片的 3D 打印注册标记模板可以简化诊断过程,为涡轮机维护和维修创建新的、更高效的工作流程。
 

没有 Build Platform 2L 就无法实现的一个工艺是小批量注塑模具嵌件。注塑成型本质上是大批量的——为了证明机加工金属模具的高成本,数量通常为数以万计。使用3D打印技术,在内部制造模具嵌件既便宜又高效,因此生产较小的产量在经济上可行。
 

打印能够承受工业成型机压力的大幅面模具几乎是不可能的。然而,借助Build Platform 2L 的快速剥离技术,用户现在可以直接在构建平台上打印它们并轻松删除它们


为了保证整个零件能够均匀地承受工业注塑机的巨大压力,模具需要打印平整。然而,这些模具越大,在Form 3L上打印它们就越困难,因为与构建平台的粘附性会使有效地移除零件变得困难。使用Build Platform 2L,现在可以直接在构建平台上打印模具,从而减少打印时间、缩短动手劳动时间并开辟全新的应用。

我们能够一次打印出一整公斤的零件,并在没有支撑的情况下将它们从板上弯曲下来,这是我们以前做不到的——唯一的其他选择是加工模具。

Matthew Deutsch

西门子能源奥兰多创新园增材制造技术员

 


打印时间更短,无需触及层高


如果没有Build Platform 2L 的快速剥离技术,零件必须以与构建平台成一定角度的打印,从而增加其 z 轴高度并延长打印时间。借助 Build Platform 2L,Deutsch 现在可以在没有支撑的情况下平坦打印零件,从而大大减少了打印时间和材料使用量。“Build Platform 2L 为我们节省了非常令人困惑的时间,”Deutsch 说。

Form 3L 的构建体积支持设计大型气密部件,而Build Platform 2L 消除了对支撑的需求,使后处理更容易并改进了功能。该团队最近打印了一个测试管嘴,用于与气流测试台中的燃气轮机叶片连接。像这样的零件的先前版本需要大量的打磨来去除支撑痕迹并使零件准备好垫圈。吻部旨在将方形空气歧管连接到叶片的复合半径表面,使空气畅通无阻地流动。

该测试的目的是确定翼型内的通道和特征的问题。“Tough 2000 树脂在质量、强度、价值和轻微的压缩灵活性方面提供了出色的结果。 Build Platform 2L 使我们能够将这些部件平放在印版上,这意味着我们在 30% 的时间内以更少的清理工作获得相同或更好的结果。板的平坦表面也为我们提供了一个完美平坦的接触面,对空气歧管具有很好的气密性,“Deutsch 说。


 


消除 SLA 3D 打印中的限制


西门子能源的OIC知道如何突破机器的极限,他们的整个指令是设计新工艺并为独特问题找到解决方案。当Deutsch将Form 3L打印机引入内部时,一套全新的解决方案成为可能。
 

借助Build Platform 2L,随着端到端注塑成型、大规模制造助剂和定制最终用途产品的新工作流程的实现,这些解决方案进一步扩展。“借助 Formlabs,您可以摒弃 SLA 3D 打印的限制,并做您以前认为无法做到的事情,”Deutsch 说。
 

Build Platform 2L 可实现小批量零件的工业强度注塑成型,缩短打印时间,并使支撑移除成为过去。亲自利用快速剥离技术,并访问我们的产品页面以了解更多信息。


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