AFRL, Boeing und Thermwood kooperieren für erschwingliche, autoklavenreife Additive-Fertigungs-Werkzeuge

Quelle | Thermwood Corp.

Thermwood Corp. (Dale, Indiana, USA) hat bekanntgegeben, dass es mit dem U.S. Air Force Research Laboratory (AFRL; Dayton, Ohio, USA) und Boeing (Chicago, Illinois, USA) an einem Forschungsprogramm zur Herstellung kostengünstiger, reaktionsschneller Werkzeuge mittels additiver Fertigung zusammenarbeitet.

Konzept für AFRLs Flugzeug-Rumpfhaut und Werkzeug. Quelle | Thermwood Corp.

Laut Thermwood ist das initiale Demonstrationswerkzeug für ein AFRL-Konzeptflugzeug-Rumpfhaut. Die Idee wurde von Boeing an AFRLs Manufacturing and Industrial Technology Division (ManTech) eingereicht, die an großmaßstäblichen, polymerbasierten additiv gefertigten (AM) Composite-Aushärtewerkzeugen interessiert ist.

Für dieses Projekt beauftragte Boeing Thermwood, die Fähigkeit seiner Large Scale Additive Manufacturing (LSAM) Maschine zu demonstrieren. Thermwood sagt, diese Maschine biete Innovation durch ihre Vertical Lay Print (VLP) Fähigkeit, die Schichten senkrecht zum Boden 3D-druckt (mehr zu dieser Technologie in „Thermwood's vertical layer printing turns AM on its side“ aus der Schwesterpublikation Additive Manufacturing). Mit VLP, so Thermwood, können Bauteile in größeren Größen gedruckt werden, was Montagekosten reduziert.

Um den VLP-Prozess mit hochtemperatur-autoklavenfähigen Materialien zu validieren, entschieden Boeing und AFRL, zunächst ein mittlere Skala Werkzeug zu 3D-drucken, das dieselbe Breite, Höhe und Bahnenführung wie das finale Werkzeug hat, aber in der Länge von 10 Fuß auf nur 4 Fuß verkürzt wurde.

Das Mittelskalentool wurde auf Thermwoods LSAM Additive Manufacturing Demonstrationsmaschine in seiner südindianischen Anlage gedruckt, باستخدام einen 40-mm-Druckkopf mit 25 % Carbonfaser-verstärktem Polyethersulfon (PESU). Laut Thermwood war dies das erste Hochtemperaturwerkzeug, das mit dem VLP-System gedruckt wurde. Der Druck dauerte 5 Stunden 15 Minuten, das resultierende Teil wog 367 Pfund (ca. 166 kg). Nach Endbearbeitung wurde das Werkzeug auf Oberflächenprofil geprüft und auf Vakuumdichtigkeit getestet. Es bestand den Vakuumtest bei Raumtemperatur und erreichte dimensionsgenaue Oberflächenprofil-Toleranzen. Das Vollskalentool wird ca. 1.400 Pfund (ca. 635 kg) wiegen und 18 Stunden Druckzeit benötigen, so Thermwood.

Quelle | Thermwood Corp.

AFRLs Low-Cost Attritable Technology (LCAAT) Programm untersucht verschiedene Werkzeugansätze mit dem Ziel, die Kostenkurve zu durchbrechen und neue Systeme schneller ins Feld zu bringen. „Wir sind an der Fähigkeit additiv gefertigter Werkzeuge interessiert, Kosten und Zeit für die Beschaffung autoklavenfähiger Werkzeuge zu reduzieren“, sagt Andrea Helbach, AFRL Programmmanagerin. „Zusätzlich unterstützen AM-Werkzeuge Designänderungen am Fahrzeug mit minimalen nicht-wiederkehrenden Kosten.“