Magnum Venus Products（MVP）是一家的复合材料应用设备制造商，于2017年开始研发其反应性添加剂制造（RAM）机器。同年，Polynt，一家热固性聚合物，凝胶涂层和SMC供应商，开始与Oak Ridge合作实验室（ORNL）开发用于RAM系统的反应材料。通过CAMX 2018（10月15日至18日，德克萨斯州达拉斯），该团队的努力得到了ACE Infinite Possibility Award的认可，因为其热固性材料的可用于大面积3D打印机。本周，CW参加了一次发布会，三家合作伙伴在ORNL的能源部（DOE）制造示范工厂（MDF）展示了上个大型热固性复合材料增材制造系统。

 

 

在ORNL推出反应性添加剂制造RAM机器和Polynt反应沉积材料橡树岭实验室（ORNL）展示了MVP的反应性增材制造（RAM）机器和Polynt反应沉积PRD-1520印刷材料。

 

　　反应性添加剂制造（RAM）

 

　　尽管已经开发出能够使用UV固化热固性塑料进行3D打印的技术，但RAM和Polynt Reactive Deposition PRD-1520打印介质构成了个大规模系统 - 当前构建的封装尺寸为8英尺×16英尺×3.5英尺 - 使用活性树脂在没有UV活化的环境温度下固化。该技术旨在用于低成本夹具，热成型工具和高压釜模具。 “RAM提供更强大，更节能的产品，具有更好的热性能，”MVP CEP Bob Vanderhoff解释道。

 

　　RAM系统包括大型印刷平台和落地式MVP泵送系统，只有打印头安装在计算机控制的龙门架上。泵送系统将短玻璃纤维增??强乙烯基酯树脂和过氧化物引发剂精确测量并计量到打印头中的静态混合器中。然后将混合树脂通过喷嘴挤出，类似于大多数熔融沉积建模（FDM）系统。 “使用1.2毫米直径的喷嘴，打印速度大约为1.2米/秒，”ORNL增材制造热固性聚合物/复合材料技术负责人John Lindahl表示（A.M.）。 “RAM可以实现FDM级功能，同时仍能提供近7 kg / hr（15 lb / hr）的高输出功率。”

 

　　反应性添加剂制造RAM机器用3D热固性复合材料打印构建平台是模块化的，由八个部分组成。 “每个都很容易被删除和索引，”ORNL制造科学组负责人Vlastimil Kunc指出。 “我可以用我的手指移动它们，所以如果你想进行后固化或机加工，你可以将它们拉出来并用另一个替换它。”然后将这个过程模块化，以便它可以扩展到大批量生产。 “我们还将拾取和放置机器人功能集成到RAM中，以便根据需要嵌入传感器，热电偶，RFID标签和加热元件，”他补充道。

 

　　“RAM还配备了红外摄像头和光学传感器，用于监控构建过程中的放热和温度，”Lindahl说。 “我们开发了一种一维热化学流变模型，我们使用半无限墙，这是用这些材料制造的难的特征。该模型告诉我们，根据印刷树脂和反应，您需要多长时间，打印速度（体积输出）以及放热的温度。所有这些都指导我们优化RAM打印参数，并充分了解印刷树脂在凝胶，固化和完全印刷过程中的粘弹性行为。”

 

 

 

RAM机器使用红外摄像机和光学传感器来监控打印温度和放热RAM打印机配备红外摄像机和光学传感器，监测放热和符合优化参数，如ORNL的热化学流变模型所定义。

 

　　Polynt Reactive Deposition（PRD-1520）可提高效率PRD-1520是一种预先推广的预混合不饱和乙烯基酯树脂，设计具有高粘度（2.5-3.0百万cPs），用于泵送和3D打印。它设计用于MVP RAM打印机，具有低收缩率和94°C / 201°F的热变形温度（HDT），玻璃化转变温度为107°C / 225°F。根据3D打印长丝供应商的说法，这与PLA，ABS和尼龙的HDT分别为56°C，88-98°C和110°C相比。 “然而，PRD-1520正在申请的化学品能够在印刷层之间实现化学键合，从而提高3D打印结构的性能，包括与热塑性塑料相比，z方向强度提高2到4倍，”Polynt研发总监Steve Voeks解释道。他还注意到树脂的长时间开放时间（凝胶时间为20-25分钟），“这使得可以在层间打印具有开始和停止以及长间隔的大型结构。”

 

　　“我们所做的刀具路径开发是热固性材料所独有的，”Lindahl解释道。 “我们可以通过稀疏填充开始打印非常有效的结构，然后使用零空隙层打顶。我们从0°/ 90°交替层开始，然后在单个过渡层中以0°和90°打印路径开始，然后在其上面加上固体印刷层。这使您可以打印大面积，同时显着减少打印材料以及重量，打印时间和成本。“ORNL博士后研究员Chris Hershey将于9月26日星期四10月29日在CAMX 2019上发表技术文章解释这项技术。早上00点。 “具有固体周长的稀疏填充结构的大规模反应挤压沉积”已经获得CAMX 2019杰出技术论文和增材制造会议轨道中的佳论文。

 

　　“使用PRD-1520，RAM是目前用于聚合物和复合材料的节能的3D打印机，”Lindahl说。值得注意的是，热固性材料不需要加热的桌子或腔室。也不需要熔化热塑性粒料通常所需的热量。

 

　　“我们与Polynt和MVP进行了互利合作，共同研究下一代反应性聚合物增材制造，”MDF总监Bill Peter说。 “在能源部先进制造办公室的支持下，我们计划继续进行基础研究，以改进这项技术，更好地了解基础科学，同时与我们的行业合作伙伴展示更高能效的流程和应用。”

 

　　如需了解更多信息，请访问MVX 201号展位（2007年9月23日至26日，加利福尼亚州，阿纳海姆）的S25展位和ORNL展位，或者联系MVP的Hannah Jay，Polynt的Rick Pauer或ORNL的Jennifer Burke。