Stratasys, Inc.
advertisement
Stratasys, Inc. Применение технологи Прямого цифрового производства(DDM) в аєрокосмической и оборонной промышленности Профиль компании Stratasys Головной офис компании Редай Склад – Основана Скотом Крампом в1989 – Расположение: Миннесота, Эден Прейре – Более 400 сотрудников – Офисы по всему миру Технология FDM 1. Данные из CADсистемы или из системы реверсинжиниринга 2. Производство по технологии FDM 3. Удаление материала поддержки FORTUS технические преимущества • Преимущества системы – Большой выбор материалов для получения необходимых свойств детали – Опции обработки детали [Программное обеспечение] – Точность спецификации – Высокая скорость построения • Преимущества производства – Расширение возможностей производства – Не требует сопровождения – • Сохранение ОС – Материалы на 100% пригодные для переработки – FDM- производство потребляет в 5 раз меньше энергии чем обработка на станке с ЧПУ Свойства материалов FDM Прочность и Деформация при нагреве Модуль упругости и Прочность на изгиб 360 Жесткий Flexural Modulus [KSI] Heat Deflection [˚F] 400 PPSF 350 ULTEM 9085 300 PC PC-ISO 250 200 ABS ULTEM 9085 350 340 ABS 330 PC PPSF 320 310 PC-ISO Прочный 300 150 5 6 7 8 9 10 Tensile Strength [KSI] @ AMB 8 10 12 14 16 Flexural Strength [KSI] 18 Свойства материалов FDM Оптимизировано для высокой плотности Спецификация Материал Механические свойства Тест AMB -65F AMB 180F 270F ULTEM Предел прочности ASTM D638 10.4 KSI (10) 17.5 KSI (6) 12.7 KSI (6) 8.7 KSI (6) 6.7 KSI (11) ULTEM Модуль упругости ASTM D638 0.32 MSI (10) 0.48 MSI (6) 0.40 MSI (6) 0.36 MSI (6) 0.32 MSI (11) ULTEM Прочность при сжатии ASTM D695 Не тестирова н 21.1 KSI (6) 15.3 KSI (6) 10.5 KSI (6) Не тестирован ULTEM Модуль сжа тия ASTM D695 Не тестирова н 0.29 MSI (6) 0.28 MSI (6) 0.28 MSI (6) Не тестирован ULTEM Прочность на сдвиг [0.25" толщина] ASTM D732 Не тестирова н 10.1 KSI (6) 8.3 KSI (6) 6.3 KSI (6) Не тестирован PPSF Прочность на ра стяжение ASTM D638 8.0 KSI (10) 13.4 KSI (6) 10.2 KSI (6) 5.31 KSI (8) 3.96 KSI (11) PPSF Модуль прочности ASTM D638 0.30 MSI (10) 0.37 MSI (6) 0.32 MSI (6) 0.29 MSI (8) 0.27 MSI (11) PPSF Прочность при сжатии ASTM D695 Не тестирова н Не тестирова н Не тестирова н Не тестирова н Не тестирован PPSF Модуль сжа тия ASTM D695 Не тестирован Не тестирова н Не тестирова н Не тестирова н Не тестирован PPSF Прочность на сдвиг [0.25" толщина] ASTM D732 Не тестирова н Не тестирова н Не тестирова н Не тестирова н Не тестирован PC Предел прочности ASTM D638 9.8 KSI (10) 12.3 KSI (6) 8.9 KSI (6) 6.5 KSI (6) Не тестирован PC Модуль упругости ASTM D638 0.33 MSI (10) 0.37 MSI (6) 0.34 MSI (6) 0.32 MSI (6) Не тестирован PC Прочность при сжа тии ASTM D695 Не тестирова н 13.8 KSI (6) 10.9 KSI (6) 8.7 KSI (6) Не тестирован PC Модуль сжатия ASTM D695 Не тестирова н 0.27 MSI (6) 0.26 MSI (6) 0.26 MSI (6) Не тестирован Не тестирова н 9.0 KSI (6) 7.4 KSI (6) 6.0 KSI (6) Не тестирован PC Прочность на сдвиг [0.25" толщина] ASTM D732 Свойства материаловFDM FDM материал µm/(m·C˚) in/(in·F˚) 69.83 3.93E-05 PPSF ULTEM 65.27 3.67E-05 PC 79.23 4.46E-05 SR30 115.53 6.50E-05 Метод тестирования: ASTM E228 Test House: NIAR Машина: TA TMA Q400 Испытательная аппаратура: Щуп расширения Метод теста: Контроль силы 0.05N Нагрев: 5ºC/min Абсорбция жидкости Stra-0807-1-FLAT -ULTEM-9085-ETW-01L Stra- Statasys - Set 1 0802-1-END-ULTEM-9085-ETW-18T Stra-0802-3EDGE-ULT EM-9085-ET W-07L Stra-0807-2-FLAT - 0.6 PC-ETW-01L Stra-0802-2-END-PC-ET W-13T Stra-0802-4-EDGEPC-ETW-07L 0.5 ULTEM 9085 0.35%-0.50% % Weight Gain (Total) Коэффициент теплового расширения 0.4 0.3 ` 0.2 PC 0.15%-0.25% 0.1 0.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Time (days) Температурный спектр: ULTEM -60ºC +170ºC -73ºF +338ºF SR30 -60ºC +110ºC -73ºF +230ºF PC -60ºC +140ºC -73ºF +284ºF PPSF -60ºC +200ºC -73ºF +392ºF Результаты теста • Низкая абсорбция жидкости • Ориентация построения не выявила особенных изменений • На 1 материал тестировалось 18 образцов 45 Высококачественный материал для авиакосмической индустрии • ULTEM 9085 – Термальный пластик – Эффективно применяется в авиакосмической индустрии • Сертификат соответствия материала – Доступен по запросу • Обеспечивает – Высокий предел прочности и прочность на сжатие – Высокую операционную температуру – Прошел тест FAR 25.853 Свойства материала ULTEM 9085 Свойства ULTEM 9085 в зависимости от температуры • 6 образцов материала на каждый замер температуры 0.5 20 0.4 15 0.3 10 5 0.2 -65 Dry AMB +180 Wet Temperature [F] Пре де л прочности [KSI] ASTM D638 Modulus [MSI] Strength [KSI] 25 Прочность при сжа тии [KSI] ASTM D695 Прочность на сдв иг [KSI] ASTM D732 Модул ь упругости [MSI] ASTM D638 Модул ь сжатия [MSI] ASTM D695 Сравнение сила-вес ULTEM 9085 и высококачественные авиационные алюминиевые сплавы Соотношение сила-вес = предел прочности (ksi) / плотность (lb/in^3) ULTEM 9085 в сравнении с Авиационными алюминиевыми сплавами 900 ULTEM 9085 2024 800 6061 7075 700 St re n gt h T o W e ig ht R at io 600 500 400 300 200 100 0 ULTEM 9085 2024-0 2024-T6 6061-0 6061-T4 6061-T6 7075-0 7075-T6 Получение готовых деталей • Прямой метод FDM – Вся деталь из материала FDM • Гибридный метод FDM – Комбинация из материалов FDM и традиционных материалов – FDM обеспечивает получение сложной поверхности – Traditional materials provide load paths or hard points – FDM и традиционные материалы, которые добавляются во второй стадии • Армированный FDM – FDM каркас «обернут» в композитный материал – Гальванизированный FDM Прямой метод FDM – получение конечной детали • Воздуховоды – Построение тонкой стенки – Жесткий при температуре – Доступны большие детали сложной формы • Вторичные структуры – Сложные поверхности без мех.обработки – Уменьшение веса путем оптимизации структуры внутренней поддержки – Функция консолидации(укрепления) детали, которая нет в других методах производства • Специализированные применения – Интегрированные структуры и электроника – Контроль поверхностей Детали • Свойства деталей – Тесты подтвержденные космическим агентством США – Неструктурированные детали – Огромный спектр решений в авиации • Сертификация свойств материала Pictures courtesy of Evektor – Тесты в работе – Исследования, подтвержденные министерством обороны США Picture courtesy of RapidPSI Беспилотные системы • Беспилотные летательные аппараты Pictures courtesy of Draganfly – FDM технология широко приспособлена к требованиям заказчика – Легко адаптируется – Снижение времени цикла производства – Прямое построение устраняет мех.обработку • Производители,использующие эту технологию – Draganfly: БПЛА для наблюдения – Leptron: БПЛА для наблюдения (RDASS) – Embry-Riddle: Монокоптер – Swiss UAV: вертолет БПЛА – Boeing UAV: AFRL Pictures courtesy of Leptron Pictures courtesy of Embry-Riddle Picture courtesy of NEO S-300 VTOL UAV Swiss UAV GmbH Беспилотные системы • БПЛА – FDM технология широко приспособлена к требованиям заказчика – Легкая адаптация – Success Stories • Boeing UAV – US Air Force Funded Study – Неподвижное крыло FDM UAV • Swiss UAV – Вертолет БПЛА Pictures courtesy of BoeingPicture courtesy of NEO S-300 VTOL UAV Swiss UAV GmbH Получение конечной детали • Прямой метод FDM – Вся деталь из материала FDM • Гибридный метод FDM – Комбинация материалов FDM и традиционных материалов – FDM обеспечивает получение сложной поверхности – Традиционные материалы обеспечивают укрепление и жесткость конструкции – FDM и традиционные материалы, который добавляются на второй стадии • Армированный FDM – FDM каркас «обернут» в композитный материал – Гальванизированный FDM Гибридный метод FDM – получение конечной детали Применение • Комбинация FDM и традиционных материалов – FDM обеспечивает сложную форму с возможностью интегрирования – Традиционные материалы обеспечивают высокое напряжение при нагружении Интегр. Элемент Вмонтирован. Метал. Поддержка Сложная форма Конечные детали • Армированный FDM – FDM каркас обернут в композитный материал Армированный FDM – производство конечных деталей • Композитный многослойный FDM – Сетчатая структура – Композитные многослойные детали – Эпоксидная смола и листовой клей легко соединяются с Ultem, PC, и материалами ABS – Низкая температура отверждения смолы минимизирует коэффициент теплового расширения • Гальванизированный FDM – ABS и ULTEM легко гальванизируется – Высокие напряжения можно снимать Сетчатая структура Современные прямые цифровые композиты (DDAC®) • • • • • • Технология защищена тремя патентами Используется технология аддитивного производства для создания самоподдерживающейся полимерной структуры сетчатого типа 3D-CAD управление Сложные варианты компоновки Повторение дизайна детали всего одним нажатием на кнопку Специфичная структура седвич – лучше, чем сотоваяNomex Нет необходимости в оборудовании для обработки композитных деталей • • • Совместим с большинством армированных волокон и системами смол Совместим со многими методами работы такими как:смачивание препрег, VARTM, укладка волокна, накальная обмотка Supports multifunctional concepts Courtesy of Aviradyne US Patent No. 6,630,093 Применение D-DAC® метод сборки D-DAC® Core Assembly Cборка композитной панели Техники соединения: Адгезивное соединение, Металлические/Полимерны е крепежы, Монтажные соединения, Традиционные механические методы соединения. Proprietary Modular Savonius Wind Sail Assembly Design Using D-DAC® Interlocking Composite Sandwich PanelsCourtesy of Aviradyne US Patent No. 6,630,093 Формы Без ограничений Гексагональная ячейка Четырехгранная Пирамидальная Квадратная ячейка Прямоугольная ячейка Круглая ячейка Структура придавленной шляпы Структура мяча Гофрированная Вафельная Гроздь Ребро Courtesy of Aviradyne «Обернутый» каркас
