Американская компания ExOne, специализирующаяся на струйной печати на металлических и пескоструйных связках, углубилась в производство легких композитных деталей, а именно разработала альтернативу, которая позволяет изготавливать сложные детали, армированные углеродом или стеклом, избавляясь от многокомпонентной, трудно удаляемой металлической оснастки, обычно используемой для создания композитных деталей с замкнутой геометрией.

Техника, процесс вымывания инструментов, включает в себя создание прочного, но растворимого 3D напечатанного сердечника из кварца или керамического песка. Деталь покрывают водорастворимым спреем, чтобы оставить непроницаемую поверхность перед укладкой композита через намотку из нити или тканый материал в зависимости от конкретных требований к прочности. После отверждения растворимый материал носителя легко смывается водопроводной водой, чтобы оставить полую композитную часть. Более того, этот растворенный носитель также может быть извлечен и повторно использован для будущих циклов печати.


При этом именно покрытие и было самой проблемной зоной производителя. «Керамический песок, на котором мы обычно печатаем, пористый. Итак, если бы вы просто положили композит на это и поместили в автоклав с давлением и нагревом, и запекли, смола впиталась бы в инструмент и вымывание стало бы невозможным. Таким образом, мы должны были нанести на него покрытие, чтобы этого не случилось».

Этот подход в настоящее время используется для создания композитов, армированных углеродом и стекловолокном, включая воздуховоды для самолетов, напорные баки, кожухи, распорки и оправки, особенно для конструкций, которые ранее были непригодны для производства с более традиционными технологиями. Возьмем, к примеру, компанию Royal Engineered Composites, которая создает воздуховоды для тяжелых вертолетов Sikorksky Aircraft Corporation. Компания использовала вымываемую оснастку от ExOne для создания оправок для воздуховодов на двух вертолетах CH-35K.

В настоящее время фирма занята дальнейшем улучшением процесса. Например, ведутся работы над тепловым расширением при автоклавном методе. Именно поэтому, кстати, в качестве материалов были выбраны кварцевый и керамический песок: «один из них близок к стеклопластику по термическому расширению, а другой близок к углероду». Другим направлением развития является автоматизация процесса нанесения покрытия при массовом производстве.