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碳纤维3D打印技术的运用

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技术提供者身份:其他
技术研发阶段:研发
交易方式:授权许可
技术标签:新材料-高性能纤维及复合材料-碳纤维轻量化复合材料

研发背景
于制造业来说,碳纤维复合材料是一个重要的领域,碳纤维可以提供与金属相当的强度,但是其重量却非常轻,碳纤维在需要考虑重量与强度比的行业,如航空航天、汽车、轨道交通等行业中都有着广泛的应用前景。传统工艺制造碳纤维的过程十分复杂并需要大量的人力劳动,但是日益进步的3D打印为碳纤维制造带来了新的希望,一众3D打印企业开始聚焦于碳纤维复合材料,尝试用3D打印技术打造碳纤维复合材料制品,这些尝试一旦成功并获得推广使用的话,无疑会使碳纤维复合材料的制造更为便捷,同时大大减少人工投入。

应用范围
形状和结构较为简单的小型复合材料制品

生产条件及设备
来自美国硅谷的ArevoLabs不仅提供碳纤维工业级3D打印机,还提供3D打印的新型碳纤维和碳纳米管(CNT)增强型高性能材料,使用其专有的3D打印技术和专用软件算法还能通过市场上现有的长丝融熔3D打印机制造出产品级的超强聚合物零部件。尤为重要的是,其推出了一个可扩展的以机器人为基础的增材制造RAM设备用来打印碳纤维复合材料。目前,该设备的软件是专门针对ABBIRB120六轴机器人,但可扩展的软件也可以支持更大的ABB机器人型号和尺寸,根据机器人的大小,打印体积可以从1000立方毫米达到8立方米。

技术路线及原理

2.png通过FDM熔融挤出的方式打印碳纤维需要将碳纤维复合材料与热熔塑料一起打印,例如利用PETG这样的热熔塑料,PETG这种材料,本身就有很好的延展性,而且它能在承受更高的CF负载的同时保持一定的延展性和抗冲击性。它能够很好地粘附在多种构建平台上,同时也具有优异的层粘合,而碳纤维的加入还能增加它的刚性和尺寸稳定性。


技术特色
传统工艺制造碳纤维的过程十分复杂并需要大量的人力劳动,碳纤维3D技术会使碳纤维复合材料的制造更为便捷,实现自动化生产,并大大减少人工投入

经济效益分析
要跟传统制造业竞争,复合材料必将是3D打印成为主流技术的背后驱动力之一,如果设备工艺和材料再有所突破,那么3D打印行业要获得千亿美金制造市场的更多份额