Orbital Composites rende la stampa 3D 100 volte più veloce con fibra di carbonio, fibra ottica, Iniezione

Il mese scorso abbiamo parlato di una società denominata Carbon3D(leggi articolo) che è risuscita ad ottenere grande attenzione dei media internazionali con un processo di stampa 3D che dicono sarà 25-100 volte più veloce di quello che attualmente esiste oggi. Attraverso il  marketing, e diversi video divertenti che hanno rilasciato, hanno meritatamente ricevuto una quantità di attenzione da parte dei principali media.

All’inizio di questo mese, durante la conferenza stampa di MecklerMedia a New York City, un uomo di nome Cole Nielsen, fondatore di una startup chiamata Orbital Composites ha presentato al mondo una tecnologia di stampa 3D che egli ritiene possa cambiare drasticamente il paesaggio all’interno dell’industria manifatturiera. Questo processo promette di aumentare la velocità di stampa per le stampanti FFF / FDM 3D di 100 volte.

 Cole Nielsen Fondatore e CEO di Orbital Composites al 3D Print Week di NY

Orbital Composites non offre una soluzione completa di stampa 3D, ma  raffinate testine di stampa che potrebbero rivoluzionare non solo la velocità con cui le stampanti 3D operano, ma anche il tipo di oggetti che si possono stampare. Questa è una delle innovazioni più incredibili viste fino ad oggi, ma per qualche ragione, Orbital Composites non ha ricevuto la necessaria attenzione dei media dopo la presentazione. Non sembra giusto per una società che offre un promettente sviluppo per il futuro della stampa 3D olte a quello che Carbon3D può essere in grado di fare.

Utilizzando diverse tecnologie in attesa di brevetto, le  testine di stampa Orbital offrono tre nuove tecnologie, che non sono state ancora esplorate nello spazio della stampa 3D .

Le tecnologie sono i seguenti:

1.     Estrusione Coassiale
   
2.     Stampaggio ad iniezione capillare
3.     Un Roller Molding attivo

ESTRUSIONE COASSIALE

L’ estrusore coassiale sembra simile alla testa di stampa 3D tradizionale, ma allo stesso tempo è rivoluzionario poichè consente la stampa di fibra di carbonio, nonché di altri materiali come plastica, filo, saldatura epossidici e altro ancora. La stampa in  fibra carbonio non è una novità, tuttavia, il processo di Orbital Composites ‘è molto diverso.

 L’obiettivo per Orbital Composites è quello di rendere la stampa 3D 100 volte più veloce, per tutti. ma non essendo una società produttrice di  stampanti 3D realizzano soltanto la testina per le  stampanti 3D e pensano di offrire portautensili per le apparecchiature CNC già in commercio..

L’estrusore unico

La estrusione coassiale lavora con filamenti di plastica, saldature, resine epossidiche, paste, e qualsiasi filo lungo che si possa passare attraverso l’ugello. In questo modo, l’estrusore può essere la coda di rondine in altri processi produttivi, come il posizionamento di  fibra automatizzato.

La tecnologia funziona utilizzando un estrusore che si muove come un hotend FDM tradizionale. Tuttavia, a differenza di altri hotends,la fibre di carbonio continua (o altri materiali) vengono aggiunti direttamente al nucleo del materiale estruso. Questo viene fatto attraverso l’estrusore coassiale appositamente progettato che ricopre i fili di fibra in plastica prima di essere estruso. Esso funziona in modo simile a macchine costruite per isolare un  filo nudo. Come plastica entra nel hotend, si scioglie ed è costretto a turbinare intorno prima di essere trasferito in una provetta estrusore in cui un ugello aggiunge una fibra direttamente nel centro del tubo estrusione a caldo. Il legame plastica e fibre mentre esce dall’ugelloe viene raffreddato. L’ugello è in grado di estrudere plastica pura come un normale estrusore, così come fibra pura o qualsiasi rapporto di miscelazione dei due.

Questo è un modo in cui la stampante può ridurre notevolmente i tempi di stampa. Grazie alla enorme forza fornita attraverso la fibra di carbonio, saranno necessari solo 1-2 gusci per un oggetto che normalmente ne richiederebbe almeno 5-10 su normali stampanti 3D FDM. Inoltre  possono essere stampati usando questa tecnologia oggetti veramente incredibili come telaio dell’automobile alte prestazioni

Stampaggio ad iniezione capillare

La iniezione capillare  è un altro metodo che Orbital Composites ha integrato nelle loro teste di stampa 3D, un metodo che dovrebbe vedere  ogni produttore di stampanti a base FDM-3D fare un passo indietro e dire: “Perché non ci ho pensato io?”

“Se lo stampaggio ad iniezione è il metodo di produzione più veloce, perché non utilizzarlo per la stampa 3D? Per accelerare il processo di stampa in 3D, ci fermiamo alla stampante nelle sue tracce “, ha spiegato Nielsen. “Lo Stampaggio ad iniezione viene utilizzato per riempire le parti sottili rapidamente.  La resina epossidica iniettata è pieno di fibre che sono più lunghe del livello dell’altezza , risolvendo il problema di delaminazione.

Le  fibre continue rigide  possono essere iniettati coassialmente, realizzando una texture a 3 assi in una macchina a 3 assi.

Sembra che ci sia un forte scollamento tra la stampa in 3D e i mezzi di produzione tradizionali. Nielsen ha trovato un metodo che combina i due in modo che accelera notevolmente la stampa 3D e allo stesso tempo crea prodotti finali molto più robusti ed utili.

STAMPAGGIO ROLLER ACTIVE

Una cosa che conoscono bene tutti coloro che possiedono una stampante 3D FDM è il fatto che i livelli stampati  in 3D producono debolezze nell’oggetto.

La delaminazione è infatti un problema che tutti conosciamo quando si tratta di oggetti stampati in 3D . I livelli sono estrusi, uno per uno, e fissati uno sopra l’altro dopo che lo strato precedente si è raffreddato. Questo va bene per la stampa la maggior parte dei prototipi, ma quando si tratta di stampa 3D per prodotti di uso finale, questo puo’ causare un sacco di problemi.

Orbital Composites ha messo a punto una soluzione abbastanza unico con la loro Roller Molding Active.

Active Mold Roller

“Le Stampanti FDM aggiungono calore alla plastica in modo controllato con precisione, ma nessuna stampante estrae il calore dalla stampa in modo controllato con precisione,” ha spiegato Nielsen . “Questo porta a differenziale di raffreddamento, deformazione, e delaminazione. Al contrario, la stampata ad iniezione plastica è così densa perché la plastica è raffreddata e solidificata sotto pressione controllata.

 Le Stampanti FDM hanno una pressione di mantenimento pari a zero, portando alla formazione di vuoti e a problemi di adesione. Lo strumento di stampaggio attiva invece è come una  laminazione a vapore.

Viene utilizzato per termoformare il tallone di plastica estrusa e rimuovere tutti i vuoti dalla fibra. Le Stampe stampate attivamente  devono soddisfare i requisiti delle parti aeronautiche al 99%. Inoltre, l’attrezzo di stampaggio attivo permette di rilevamento e correzione degli errori in tempo reale, migliorando la finitura superficiale.

fibre di carbonio all’interno di termoplastici

Senza alcun dubbio, questa tecnologia verrà utilizzata. E ‘solo una questione di sapere se sarà da Orbital Composites, tramite il finanziamento di questa ricerca, o se sarà da un’altra società che alla fine acquisterà i diritti per la tecnologia da Nielsen e la sua squadra. Combinando le tre tecnologie presentate la stampa 3D puo’ accelerare di un fattore 100, ma, come visto sopra, questo non è l’unico vantaggio che questa tecnologia puo’ fornire.