3D打印聚合物资质的新网络 - HSS材料网
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3D打印聚合物资质的新网络 - HSS材料网
弗劳恩霍夫IPA、拜罗伊特大学和voxeljet AG推出新的HSS材料网络,用于3D打印聚合物鉴定。为了加快对高速烧结(HSS)技术–如voxeljet的聚合物增材制造工艺中使用的新聚合物材料的鉴定,Fraunhofer IPA、拜罗伊特大学和voxeljet AG已经启动了HSS材料网络。该网络为客户提供了一种灵活的方式,使新的3D打印聚合物得到测试、鉴定和认证。
奥格斯堡附近的弗里德堡,2021年11月 – 为了利用增材制造实现高质量的部件,3D打印系统和待加工的材料必须完美匹配。为了帮助客户确定其应用的理想材料,并确定加工该材料的合适工艺参数,弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所IPA(或其工艺创新项目组)以及拜罗伊特大学(或其环境生产工程教席)和voxeljet AG(工业3D打印机制造商和按需服务提供者)推出了HSS材料网。
新的HSS材料网络旨在分享知识并共同加快用于增材制造的聚合物材料的发展。在网络的工作流程中,voxeljet扮演着中介的角色,与客户讨论初始要求。然后在客户和Frank Döpper教授领导的弗劳恩霍夫工艺创新项目组之间建立联系。
弗劳恩霍夫IPA的研究和开发重点尤其是来自生产的组织和技术任务,而拜罗伊特大学则侧重于理论基础研究。两个密切合作的研究机构的一个共同焦点是增材制造的工业化。这种合作的结果是以应用为导向的研究和基础研究之间的最佳共生,这可以用来回答来自工业界的广泛的研究和开发问题。
拜罗伊特大学的跨学科智囊团Campus Additive Innovations (CA.I)也是在这种合作中产生的,来自材料技术、生产技术和化学等多个学科的科学家在其中共同工作并为企业提供建议。CA.I及其成员拥有众多不同的3D打印系统,包括voxeljet的VX200 HSS。作为一个完全开放的平台,这种具有可定制参数的3D打印机是匹配打印工艺和材料的理想选择。
“尤其是中型公司往往缺乏设备、跨学科技能和资源来进行自己的材料研究和技术优化。为了弥补这一差距,我们成立了 “校园添加剂”。创新”,多普尔解释说。除了各种不同的增材制造系统外,研究小组还选择了voxeljet的VX200 HSS等。制造系统必须具有开放的软件和硬件接口,允许单独设置所有工艺参数和自由编程的工艺步骤。这个跨制造商的机器园为协调增材制造工艺和材料提供了最佳的前提条件。”HSS材料网络为客户和有关方面提供了一个灵活和低风险的材料开发外包选择,”Döpper继续说。
voxeljet公司聚合物打印业务全球总监James Reeves补充说:”高速烧结是一种增材制造技术,具有高产、灵活的特点,也非常适合大批量的生产。但是,只要有一些材料还不能被打印出来,增材制造的潜力就还没有被充分挖掘出来。鉴于我们可以查看超过18,000种聚合物材料,仍有许多工作要做。这就是为什么我们创建了HSS材料网。通过与行业领导者和知名研究机构(如弗劳恩霍夫IPA)的合作和公开交流,我们能够大大加快新材料的开发–而且成本仅为其他产品的一小部分。因此,客户得到了一个快速和以应用为导向的解决方案,专门针对他们的需求”。
HSS材料网络与voxeljet的材料认证实验室相连,希望推进HSS工艺的聚合物材料开发和认证的独立组织可以非正式地加入。通过合作和知识交流,可以推进用于增材制造的聚合物材料的发展。
开发世界上最大的沙子粘合剂喷射式3D打印机
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通用电气可再生能源公司、弗劳恩霍夫IGCV和voxeljet AG计划为海上风力涡轮机开发世界上最大的沙子粘合剂喷射3D打印机
2021年9月14日,弗里德伯格,慕尼黑 – 通用电气(纽约证券交易所:GE),弗劳恩霍夫IGCV和voxeljet AG(纳斯达克:VJET)今天宣布了一项研究合作,开发世界上最大的海上风力应用的3D打印机,以简化GE的Haliade-X海上风力涡轮机的关键部件的生产。 正在开发的Advance Casting Cell(ACC)3D打印机将受益于德国联邦经济事务和能源部的财政支持,它将能够打印模具,为GE Haliade-X的机舱1铸造每个重量超过60公吨的部件,将生产这种模式和模具的时间从10周或更长时间减少到仅2周。 此外,使用3D打印机预计将减少产品的碳足迹,因为不需要从一个中央制造地点运输大型部件。 合作伙伴预计将在2021年第三季度启动该项目,并在2022年第一季度开始进行最初的打印机试验。
新亮点
- 加速和优化GE Haliade-X海上涡轮机的关键铸造部件2的生产项目
- 3D打印为在海上风电项目附近生产大型涡轮机部件提供了灵活性,降低了运输成本并带来环境效益
- 新技术的试验预计将于2022年第一季度开始
该项目涉及开发一种新的大型3D打印机,能够生产沙模,用于铸造构成海上风力涡轮机机舱的不同形状和尺寸的高度复杂金属部件。 基于voxeljet核心的Binder-Jetting技术的模块化3D打印工艺,可以被配置为打印直径达9.5米、重量达60多吨的铸件的模具,尺寸。
通用电气可再生能源公司的高级添加剂设计工程师Juan Pablo Cilia说:”3D打印的模具将带来许多好处,包括通过改善表面光洁度、零件精度和一致性来提高铸件质量。此外,由于优化设计,沙子粘合剂喷射模具或添加剂模具通过减少加工时间和其他材料成本来节约成本。这种前所未有的生产技术将改变生产效率,允许在高成本国家进行本地化生产,这对我们希望最大限度地发挥海上风电的地方经济发展效益的客户来说是一个关键的好处。”
弗劳恩霍夫铸造、复合材料和加工技术研究所IGCV负责铸造和材料技术问题,以及数字过程监控。”我们正在密切关注铸造过程中的热管理,我们将评估印刷材料的理想比例,”弗劳恩霍夫 IGCV 的成型工艺和成型材料部门主管 Daniel Günther 博士说。”此外,作为项目的一部分,我们还将开发和测试新的工艺监测方法。根据以往的经验,该团队预计将大大改善生产Haliade-X型风力涡轮机过程中的环境足迹。据该研究所所长Wolfram Volk教授博士补充说,这一可持续性方面是弗劳恩霍夫公司研究的一个牢固的指导原则。他补充说:”我们的目标是优化模具印刷,以避免成本极高的误印甚至误投,节省粘合剂和活化剂,并改善铸造过程中的机械和热行为。通过开发一种尽可能节约资源的工艺,我们希望帮助改善风力涡轮机制造中的环境和成本平衡。”
voxeljet公司市场和销售总监Christian Traeger说:”我们在2019年为通用电气打印的测试模具由几十个单独的零件组成。有了ACC,我们的目标是大幅减少全套零件的打印数量。除此之外,模具还可以在功能和材料消耗方面进行优化。这种优化使得全新的铸件设计成为可能,可以进一步提高涡轮机的效率”。
“虽然场外按需3D打印为小批量的铸造件提供了许多好处,但在现场运行3D打印系统可以充分利用该技术的能力。鉴于对海上风力涡轮机的需求,这将对完成项目进度和高市场要求有很大帮助,”voxeljet公司首席执行官Ingo Ederer博士补充说。”凭借我们富有成效的 “粘合剂喷射 “技术,结合我们在大幅面工业3D打印方面的经验,我们为铸造业的客户提供服务已超过20年。将3D打印带入真正的工业制造领域是我们的使命,因此我们非常高兴能成为这个开创性项目的一部分。”
国际能源署3预计,由于成本下降,政府的支持政策和技术进步,如GE可再生能源公司的Haliade-X海上涡轮机背后的技术进步,到2040年,全球海上风能容量将增加15倍,成为一个1万亿美元的产业。 GE可再生能源公司已被选中为欧洲和美国价值5.7吉瓦的项目提供其Haliade-X涡轮机。 该公司是海上风能工业委员会(OWIC)的成员,并作为其一部分支持各种旨在增加可持续风能生产的倡议。
笔记
- 机舱是风力发电机塔顶的一个外壳单元,包含其机械部件。
- 铸造是一个制造过程,在这个过程中,通常将液体材料倒入一个模具,其中包含一个所需形状的空心腔,然后让其
- 固。凝固的部分也被称为铸件,它被弹出或从模具中打破,以完成这一过程。
- 来源:https://www.iea.org/reports/offshore-wind-outlook-2019
关于GE可再生能源
通用电气可再生能源公司是一个价值160亿美元的企业,结合了可再生能源行业最广泛的投资组合,为我们的客户提供端到端的解决方案,要求可靠和可负担的绿色电力。结合陆上和海上风力、叶片、水力、存储、公用事业规模的太阳能和电网解决方案,以及混合可再生能源和数字服务产品,GE可再生能源已经安装了超过400+千兆瓦的清洁可再生能源,并为全球90%以上的公用事业公司配备了其电网解决方案。通用电气可再生能源公司在80多个国家拥有近40,000名员工,为寻求用廉价、可靠和可持续的绿色电力为世界供电的客户创造价值。
关于弗劳恩霍夫铸造、复合材料和加工技术研究所 IGCV
弗劳恩霍夫 IGCV 代表以应用为导向的研究,专注于高效工程、网络化生产和智能多材料解决方案。该研究所在制造工艺和材料科学、机器和工艺链以及工厂和企业网络等方面推动创新。一个主要焦点是铸造业的未来情景和主题。我们在该领域的核心能力包括间接增材制造、成型材料、铸造材料、工艺开发、分析和模拟。
为了努力将研究和开发的知识转移到工业应用中,我们近120名科学家为德国工业产生了个性化的解决方案。我们的独特销售主张在于铸造、复合材料和加工技术领域的跨学科解决方案。作为弗劳恩霍夫生产集团–生产技术研究所协会的一部分,我们通过短期、中期和长期的研究项目来支持我们的合作伙伴。因此,我们为确保德国和欧洲的可持续竞争优势做出了贡献。
高分子高速烧结材料膨胀
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VOXELJET AG拓展新的3D打印材料,聚丙烯(PP)和热塑性聚氨酯(TPU)用于高速烧结(HSS)直接打印零件
位于德国Friedberg的 voxeljet,是一家面向工商业客户,提供高速,大成型台面的3D打印设备和按需打印服务的供应商,今天宣布推出一系列专属材料用于其高速烧结打印生产。
- 在高速烧结(HSS)设备上打印出来的PP和TPU材料已经得到验证
- 来自体育用品和汽车行业的合作伙伴已经在验证这些材料的应用
- 提供了更广的应用范畴,包括汽车内外饰部件,体育用品以及消费品
- VJET XHSS的研发目前正走向正轨,这款新产品着眼于大尺寸,全自动化的批量生产,预计将于2019年底面市。
voxeljet首席行政官Ingo Ederer博士说“我们对于高速烧结工艺新材料的验证速度感到非常兴奋, 在九个月不到的时间里,我们对不同等级的PP(聚丙烯)材料进行验证,并成功打印了几种类型的TPU(热塑性聚氨酯)。同时我们也在研究为个别客户提供特定的材料,包括应用范围最广的聚丙烯材料。聚丙烯的特性极为有趣可满足更为广泛的应用需求。我们已经在小台面的 VX200 HSS机器上成功打印出了PP,并且希望能顺利过渡到更大成型台面的自动化打印机VJET XHSS上,该设备预计在2019年底上市”。
从研发到引领行业--将先进材料与工业级3D打印技术结合起来
PP(聚丙烯)是最常用的聚合物之一,几乎可用于所有塑料品终端市场。 PP不会出现应力开裂问题,并且在较高温度下具有出色的耐电性和耐化学性。PP材料可用于保险杠,镀层,外饰件。对于这类应用开发的PP材料,具有低线性热膨胀系数和比重,高耐化学性和良好的耐候性、可加工性和冲击/刚度平衡。
聚丙烯(PP)材料的应用
- 汽车
- 电气/电子
- 工业
- 消费品
- 家用产品
热塑性聚氨酯(TPU)是一种完全热塑性的弹性体。与所有热塑性弹性体一样,TPU具有弹性和可熔融加工性,能够以高精度和高分辨率打印出超柔性物体。较之其他热塑性弹性体,TPU可提供更大范围的物理性能组合,这使其成为一种极其灵活的材料,能够适用于建筑,汽车和鞋类等数十种用途。这种多功能性源于TPU独特的结构,可带来高弹性,良好的压缩形变,以及对冲击,磨损,撕裂,气候,甚至碳氢化合物的抵抗。
热塑性聚氨酯(TPU)材料的应用
- 体育用品
- 工业零件
- 液压密封件和垫圈
“我们相信这些技术和材料的组合能从长远上影响我们的行业。voxeljet一直致力于为各层面的客户带来最好的创新,我们也正以这样一种强有力的方式在前行着。”Ederer博士总结道。
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3D打印沙子的批量合同
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TEI和voxeljet签署了3D打印沙子的批量协议。
2018年2月–为工业和商业客户提供大幅面3D打印系统和按需生产3D打印砂和塑料部件的领先供应商voxeljet AG今天宣布,来自美国密歇根州利沃尼亚的Tooling and Equipment International (TEI)与位于密歇根州坎顿的voxeljet America Inc.签订了一份为期3年的3D打印砂模和砂芯批量合同。
在合同中,TEI承诺在三年内从voxeljet公司购买超过50万升的3D打印砂量。作为合同的一部分,voxeljet将在TEI的利沃尼亚工厂现场安装额外的印刷能力,还将使用其位于坎顿(密歇根州)的服务中心的能力。
TEI是美国最大的3D打印砂模和砂芯用户。除了内部的低压铝铸造厂,包括热处理,TEI还拥有一个拥有50多台数控铣床的先进机械厂。TEI为汽车、航空航天和国防工业的客户提供铝、铁和钢的机加工原型和小批量零件。使用voxeljet的高产3D打印系统,面向工业生产,TEI可以提供现场制造的所有产品阶段:从设计和3D打印到铸造和下游热处理、加工和检测。
TEI总裁Oliver Johnson评论说:”这对两家公司来说都是一个极好的机会,可以进一步从技术铝铸件的大幅面3D砂打印优势中获益。通过与voxeljet合作,提供模具和型芯,我们将能够显著缩短客户的交货时间,同时创造新的铸造零件尺寸和重量记录”。
voxeljet America Inc.总经理David Tait评论说:”3D打印行业正处于一个关键的转折点。这是我们坚定地将3D打印融入工业生产的又一个里程碑。我们非常自豪地以独特的3D打印技术支持TEI的发展战略。
TEI是世界上开发、设计和制造铸造行业原型、预系列和系列生产设备的领导者。TEI的产品具有最高的质量,并以其创新、杰出的设计和精确的第一而闻名。TEI是一家垂直整合的全方位服务供应商,提供全方位的工程、模具、铸造、机械加工和现场检测服务。这种方法使TEI及其客户在时间、保密性和质量方面具有根本性优势。
VOXELJET发布新款3D打印技术
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VOXELJET发布新款3D打印技术
voxeljet已官方宣布了它的高速烧结技术(HSS). HSS是一种物理粘结喷射工艺,用于功能性原型试制和终端零部件的生产。例如汽车的产品包装或内饰件。在今年2017法兰克福的Formnext展上,观众可以在voxeljet AG的展位上首次看到该技术。
HSS工艺综合了现行两种增材工艺的优势:选择性激光烧结和粘结喷射技术。现在的激光烧结技术已经能够将多种粉末材料烧结成功能性原型部件。而粘结喷射技术,其成形尺寸和打印速度让人叹为观止,这使得高速烧结兼具大型部件的经济化生产和材料的多样化选择优势。
高速烧结工艺
在HSS工艺打印过程中,先将一层高分子材料粉末,如PA12或者TPU铺设于粉床上,喷墨打印头在需要烧结的部分沉积能有效吸收红外线的油墨,然后用红外光照射需要烧结的部分,液体吸收能量,进而熔化并烧结下面的粉末层。未打印的粉末依然保持松散状态。烧结过后,成型平台下降一个层厚。重复上述动作直至零件打印完成。之后打印好的零件在移动和破壳之前,需进行冷却。与激光烧结工艺相反,整个台面一次打印成型,这就保证了一致的成型时间,而无需考虑零件的尺寸及结构复杂性。HSS打印工艺中也不需要含氮气的环境。大幅面的打印头拥有360dpi的高清像素贯穿3000个单独的喷嘴,这就使得生产出来的零件最小细节都具备锐利的边缘。结合最小层厚,可以生产出壁厚仅为0.15mm的高精零部件。由于HSS打印工艺仅需墨水,因此可以将材料成本降至最低。高精度和锐利的边缘也赋予了零件的高品质。
个别参数灵活性
voxeljet 的VX200 HSS工艺给予了材料前所未有的可能性。通过新的ProPrint控制软件,用户只需几个步骤便可进行编程和添加自定义宏,将打印机调整至所需的材料参数和工艺使用状态。除此之外,该软件还可以用于单独的过程数据挖掘,从而能够根据需求记录和评估各种工艺数据。更重要的是,用户可以使用多种粉末材料,而这些材料并不局限于仅从voxeljet采购。层厚方面,根据选用的材料不同,目前的可调范围为80-100μm之间
最早使用HSS技术的用户之一,是一家叫做Evonik Resource Efficiency GmbH的化学公司,Sylvia Monsheimer, 作为Evonik的3D技术细分市场主管,已经使用了HSS技术有一段时间了。“我们希望用VX200来处理一系列的材料,从PA12、PA613到PEBA。但是,并不局限于这些材料。voxeljet的HSS工艺优化了材料与机器之间的配合,提供了最好的材料。”Monsheimer说“材料的多样化选择和像粘结喷射技术的快速适应工艺都赋予了机器高度的灵活性,这是独一无二的卖点。”
考虑到可以打印不同材质的粉末,因此材料的流动性需要得以保证。这就仰赖于材料的平均粒度(平均粒度为30-70μm),精细的粉末含量以及粉末成分。低导热率的粉末目前可以由190℃的熔化温度进行处理,这就保证了材料的的充分烧结。 由于HSS输入的热量非常温和,所以可用材料的选择比以前的工艺要大得多。
温度的控制借由一个外部的热控制单元(HCU)来执行,它可以实时监测压力腔内的温度并且在必要的时候自动调整温度。HCU可透过触控屏进行简单的操作。打印机内的所有5个独立热源均可独立操控,并可调整至符合个体材料的特性。
效率和可扩展性
“VX200是我们的入门级机型,因此非常适用于这项新技术。它提供了在弹性材料和工业机器上挖掘各种极限和应用的机会。除了PA12,弹性体如TPU也可以用来打印。开放型的材料允许客户结合自身优势来使用这台机器,而应用的广度也同样让人惊讶。”voxeljet CEO, Ingo Ederer博士说“我们看到了这项技术的无限潜能。这正是我们致力于将该技术拓展到我们更大的成型台面打印机上的原因所在,以此来确保更高产能。”
Evonik同样看到了这项技术在未来的巨大前景。Monsheimer说“在使用这项技术之初,我就被折服了。多种材料的应用是该技术的趋势所在。”
VX200是材料研发的理想平台,研发机构和OEM致力于探索和开发热塑性塑料和弹性体材料的多样性。此外,它可以非常便利的生产出可直接使用的消费性零部件。
VOXELJET英国公司扩张&迁址
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VOXELJET英国公司扩张&迁址
2017年10月12日 – voxeljet扩大了其英国子公司的规模,将公司搬迁到了一个更大的厂区,以应对英国当地日益增长的3D打印需求。
voxeljet英国公司已经从目前的Pinewood Studios搬迁到Milton Keynes地区,并且新的3D打印服务中心已经正式对外营业。
新的服务中心占地约1000㎡(10,000平方英尺),是原厂区的3倍之大。打印产能也由原来的10,000升/月扩产到50,000升/月。同时,除了石英砂和PMMA(高分子塑料)之外,新的一款尼龙材料(用于HSS打印机)也将在新服务中心投入使用。voxeljet英国公司董事总经理James Reeves说“新厂位于英国中部,地处高科技工程和赛车运动地区的核心地段。该打印中心将成为国际领先的3D打印中心并具备大批量生产的能力。”
voxeljet英国公司新地址:20 Vincent Avenue Crownhill, Milton Keynes, Mk8 0AB.同时原电话:+44 1908 382 001及邮箱地址不变。
维捷中国新厂设立
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维捷中国新厂设立
2017年5月XX日– VOXELJET准备在中国新建一幢厂房,用于满足亚洲地区不断增长的3D打印服务业务。
维捷中国新厂选址于与上海毗邻的苏州地区。工程奠基仪式于2017年5月16日举行,整个工程预计在2017年年内或2018年年初完成竣工。
新厂房主要面向于亚洲区域内的3D打印服务业务,也兼作维捷中国的行政管理之用。厂房占地约5500平米,建筑总面积达7000多平。目前,维捷中国已经有3台打印机,提供砂型和PMMA(塑料)的打印服务。未来,机器的产能将迎来大幅增长。维捷中国董事总经理金天拾先生表示“非常乐于见证我们的成长,新厂房的落成意味着将会引进更多的3D打印机来满足国内日益增长的按需打印服务需求。”
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印度首台VX500 PMMA打印机
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印度首台VX500 PMMA打印机
继voxeljet最大的砂型3D打印机VX4000成功落户于印度之后,voxeljet目前又在印度IPCL公司安装了首台VX500 PMMA打印机。这台PMMA打印机同样也会用于按需打印服务。
IPCL成立于1975年,是印度领先的精密铸造公司,它可以生产多种规格材料的复杂精铸件,单件重量可达200Kg。通过与伙伴公司的合作以及内部自身的研发完善,并结合3D打印等前沿技术,IPCL可以快速的生产出自己的精密铸件原型,并缩短了产品投入市场的时间。为了有效的利用VX500的产能,IPCL不仅将该打印机作为公司内部生产使用,同时也接收其他公司的精铸原型打印服务订单。除了汽车行业,IPCL也向航空、工程、机械部件、发电厂以及医疗移植行业供应产品。
Voxeljet印度公司的董事总经理Nidhi Shah女士说:“印度的铸造行业在生产方式和运行上仍然沿袭传统,但随着创新技术的模式转变,印度的铸造行业也在发生着迅速的变化。同时3D打印技术的全球普及化也使得印度的铸造厂开始着眼于3D打印行业。”
Voxeljet印度公司董事总经理Nidhi Shah女士和voxeljet COO , Rudolf Franz共同出席了IPCL的3D打印设备落成典礼,并在典礼上庆祝VX500的初运行。