Fraunhofer的混合LightFlex系統(tǒng)可以3D打印具有注塑強度的產(chǎn)品

德國Fraunhofer生產(chǎn)技術研究所（IPT）的工程師們正在開發(fā)一種創(chuàng)新方法，以具有注塑成型產(chǎn)品承載強度的3D打印零部件。該項目由德國聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）資助，被稱為“LightFlex”。

圖：LightFlex項目制造的混合材料承重零件

奧秘在于兩種材料的結合
LightFlex研究計劃來自于開發(fā)定制承重零部件的需求。目前，大多數(shù)承重部件仍然采用注塑成型工藝制造，這些工藝能夠?qū)⑺芰喜牧吓c纖維增強聚合物結合起來以獲得必要的強度。然而，使用注射成型的缺點是零件必須大批量生產(chǎn)以彌補較高的模具成本，這意味著市場上的大部分承載部件都是標準化的，因此并不總是適用于定制應用。

而3D打印/增材制造技術提供了制造定制化零部件的好處，而不需要昂貴的模具成本，但是由于3D打印在所成型的零部件的強度和耐用性方面仍然有限，這不可避免地限制了該技術用于生產(chǎn)承重零部件的應用空間。

然而，德國研究人員利用LightFlex提出了一種創(chuàng)新的方法，可以在不犧牲強度的情況下實現(xiàn)定制承重部件的3D打印。這個過程主要由使用標準增材制造技術來完成定制形狀的制造，然后用一片纖維增強塑料（也稱為Organo片）來增強其承重性能。

通過用Fraunhofer IPT專有的PrePro系統(tǒng)可以切割有機薄板，該系統(tǒng)能夠切割加固3D打印零件所需的確切形狀和尺寸。研究人員說，PrePro系統(tǒng)有助于最大限度地減少浪費，并“能夠大量節(jié)約碳纖維，降低能耗”。一旦纖維增強塑料被切割成尺寸，它可以使用熱成型工藝與3D打印的零部件相結合成為一體。

不過要將不同的材料在低能耗的情況下有機的結合在一起并非易事。亞琛的科學家需要收集生產(chǎn)過程中要結合的兩個組分的過程數(shù)據(jù)，來建立即時分析的生產(chǎn)反饋系統(tǒng)。因此，整個工藝鏈的數(shù)字雙胞胎可以確保生產(chǎn)部件始終如一的高質(zhì)量。

隨著研究所LightFlex系統(tǒng)的實施，制造商將能夠3D打印小批量承重部件，甚至可以在原型設計階段對零件的設計進行調(diào)整和進行最后一刻的更改，而不必損失其強度。

來源：3D科學谷

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