近日,德国慕尼黑联邦国防军大学轻量化研究所的FLAB-3Dprint增材制造实验室,完成对荷兰CEAD公司AM-Flexbot大型机器人3D打印系统的关键升级,正式搭载LEAMDEMEX定向能量材料挤出模块,聚焦热塑性复合材料大尺寸构件的高性能制造,为航空航天、船舶、国防等领域的轻量化应用提供先进制造方案。

DEMEX模块安装在慕尼黑武装部队大学轻量化工程研究所的CEAD机器人挤出机上,积极打印热塑性零件,并利用LED辅助接口加热。来源ILEAM科技
该AM-Flexbot系统基于6轴工业机器人开发,搭配线性移动轴可实现3米级行程的大尺寸打印,核心采用单螺杆挤出工艺,直接以碳纤维/玻璃纤维增强热塑性颗粒为原料,打印速率最高可达25kg/h,喷嘴直径支持最大21mm,解决了传统丝材型设备效率低、尺寸受限的行业痛点。区别于传统三轴打印机的平面层叠模式,6轴机器人赋予打印头多自由度运动能力,可实现非平面路径打印与倾斜结构的无支撑成型,实验室已成功验证45°倾斜无支撑打印工艺,无需额外去除支撑材料,大幅减少后处理工序对纤维连续性与力学性能的影响。
本次升级的核心亮点是DEMEX定向能量材料挤出模块的集成应用,该模块可通过LED辅助界面加热技术,在打印头沉积材料前,对前一层打印界面进行局部精准加热,使层间结合温度达到最优状态,攻克了传统热塑性复材3D打印中Z向强度远低于XY向的行业难题,实现了各向同性的力学性能提升。相较于激光加热方案,LED辅助加热无安全风险,可大幅提升大尺寸构件的层间粘结力与整体稳定性,为工程化应用提供了可靠保障。
作为德国联邦国防军数字化与技术研究中心(dtec.bw)资助的核心项目,FLAB-3Dprint实验室聚焦纤维增强复合材料增材制造技术研发,覆盖金属、塑料、陶瓷多类材料体系,重点攻克大尺寸增材制造、结构-功能一体化集成等关键技术。此次升级后的CEAD系统,可兼容短纤维增强热塑性材料(如CF/GF-PEEK、PA6、PP等),通过工艺参数优化实现纤维取向的主动调控,同时支持多材料分区打印,可实现复材构件的局部增强与功能集成,满足航空航天工装、船舶壳体、国防装备等领域对高性能轻量化部件的定制化需求。
未来,实验室将依托升级后的设备平台,持续开展复材增材制造工艺窗口优化、层间剪切强度提升、后处理工艺适配等研究,推动热塑性复合材料增材制造技术从实验室走向规模化工业应用,为轻量化制造领域提供更高效、更可靠的解决方案。
复材网(编译自德国慕尼黑联邦国防军大学轻量化研究所FLAB-3Dprint项目公开资料、CEAD官方技术文档及LEAMTechnologiesDEMEX模块技术说明)

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