開創(chuàng)性技術(shù)：連續(xù)纖維復合材料3D打印Continuous Composites,，獲阿科瑪投資

“我們這個3D打印技術(shù)極具破壞性,，它將改變很多行業(yè)，例如航空航天,、汽車,、建筑、體育用品,�,！�

△3D打印的連續(xù)纖維結(jié)構(gòu)

2020年7月28日，南極熊獲悉,，阿科瑪Arkema S.A. （法國哥倫布）投資了Continuous Composites公司,，連續(xù)纖維3D打印技術(shù)（ Continuous Fiber 3D Printing technology ，CF3D的發(fā)明者）,。這是家美國初創(chuàng)公司,，專注于堅固、輕巧結(jié)構(gòu)的開創(chuàng)性復合材料3D打印制造技術(shù),。
△強大的連續(xù)纖維鋪設(shè)3D打印機


Continuous Composites是一家領(lǐng)先的技術(shù)公司,，已使用專利的CF3D技術(shù)，以及包括軟件,、硬件,、材料和運動平臺在內(nèi)的完整解決方案，徹底改變了復合材料制造技術(shù),。其核心技術(shù)正在顛覆高性能熱固性樹脂的復合材料設(shè)計和制造能力,。

憑借在設(shè)計光固化液體樹脂的積累，阿科瑪沙多瑪業(yè)務線,，有一個稱為N3xtDimension 的產(chǎn)品,，使用連續(xù)纖維技術(shù),，為3D打印制造工藝開發(fā)新的解決方案。N3xtDimension 是阿科瑪平臺的3D打印解決方案的一部分,，提供全球所有主要的3D制造技術(shù)的解決方案的系列產(chǎn)品,。

△可自由運動的機器人

△非常復雜強大的3D打印頭

2019年9月，兩家公司已經(jīng)簽署了一項聯(lián)合開發(fā)協(xié)議（JDA）,，專注于共同開發(fā)推進CF3D工藝的N3xtDimension光固化樹脂,。它使得生產(chǎn)具有高機械性能的定制化大型復合材料部件成為可能，應用于航空,、汽車,、能源等領(lǐng)域。目前的開發(fā)研制項目包括與洛克希德-馬丁公司（美國）,、空軍研究實驗室（美國）和西門子的合作,。

核心技術(shù)原理
CF3D的3D打印頭，可打印單束和多束配置的連續(xù)纖維,。打印頭在原地浸漬纖維,，擠出后立即固化 纖維+樹脂的混合材料。CF3D的運動平臺不是固定的,，在機器人和龍門架上都有可擴展的硬件解決方案,。


前所未有的材料性能
高性能、輕質(zhì)的復合材料將3D打印制造的性能和功能提升到一個新的水平,。通過CF3D技術(shù),，材料可根據(jù)特定應用進行定制和靈活處理。這項技術(shù)正在開創(chuàng)新的局面,，能夠在單步工藝中同時3D打印結(jié)構(gòu)纖維（如碳,、玻璃、芳綸）和功能纖維（如光學,、金屬）,。用戶可以直接在結(jié)構(gòu)中打印傳感功能、電路和嵌入式器件,。CF3D為制造業(yè)提供創(chuàng)新性的材料解決方案,。


沒有任何限制
CF3D是一個自動化的過程，通過在負載條件的方向上進行離散打印,，利用了連續(xù)纖維的真正各向異性特性,。連續(xù)復合材料技術(shù)不需要模具、烘箱和高壓滅菌過程,，直接實現(xiàn)終端生產(chǎn),。CF3D可以將多個組件合并成一個打印零件，并嵌入功能，所有這些都可以在一個制造過程中完成,。CF3D的優(yōu)勢使成品復合材料部件的成本成倍降低,，并且無論零件多大多小，都會支持,。

Continuous Composites的CEO Tyler Alvarado表示,，他們的技術(shù)不局限于通過2D切片打印，因此可以充分利用復合材料的各向異性特性,，在每個方向上鋪設(shè)定向纖維,；還可以針對每個客戶的應用調(diào)整熱固性樹脂，例如,，提升模量,、或者是韌性、甚至是防火性能,。CF3D還可以使用熱塑性樹脂進行打印,，甚至在同一結(jié)構(gòu)中使用熱固性和熱塑性材料進行打印。
讓南極熊驚訝的是,，CF3D可以打印碳纖維,、玻璃纖維、凱夫拉纖維,，甚至金屬線（銅線和鎳鉻合金線）和光纖,，都可以嵌入3D打印的復合結(jié)構(gòu)中,。這使得由復合材料制成的對象可以實時感測和收集數(shù)據(jù),，變成電子設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)視功能。

軟件控制

南極熊了解到,，CF3D技術(shù)制造由Autodesk的AI驅(qū)動設(shè)計軟件開發(fā)復雜設(shè)計,，并且可以充分利用連續(xù)纖維材料的各向異性特性來優(yōu)化載荷路徑。Comau機器人出色的軌跡控制和高重復性,，以及CF3D中使用的熱固性樹脂的即時固化功能,，使系統(tǒng)能夠通過自由空間、管子,、多層碳纖維面板和自由空間快速打印無需支撐的大型復雜結(jié)構(gòu)與連續(xù)纖維材料橋接,。

纖維含量

△連續(xù)纖維

據(jù)南極熊了解，他們在2018年就已經(jīng)實現(xiàn)50-60%的纖維體積,，打印層壓板的可變壓實（variable compaction）已整合到打印頭,。當在自由空間中打印結(jié)構(gòu)時，并不是針對工具進行壓縮,，因此合并是不同的,。結(jié)構(gòu)的第一層是無支撐的，因此，需要的壓力很小,，因為沒有什么可壓制,。但是，隨后的分層機可以施加壓力以進行壓實,。"

Alvarado表示,，使用12K碳纖維束和環(huán)氧樹脂，CF3D可以打印16束寬度,。它生產(chǎn)出的三層厚樣品的孔隙率小于1％,，平均抗張強度為111 ksi。這項機械測試是美國國防部承包商2017年項目的一部分,。后來很快超過200 ksi,。同時還完成了針對航空航天內(nèi)部應用的防火、煙霧和毒性（FST）測試,。

△視頻：連續(xù)復合材料3D打印技術(shù)

未來愿景
Continuous Composites愿景是打破3D打印制造的模式,，利用復合材料推進新的平臺和工藝。直接與行業(yè)領(lǐng)導者共同開發(fā)解決方案,，確保CF3D技術(shù)商業(yè)化后可以高效地進入市場,。其團隊、愿景和專利保護（截止2020.7.28已獲44個美國專利,，61項國際PCT專利）,，正在點燃下一場工業(yè)革命。 △連續(xù)復合材料3D打印技術(shù)專利

最后,，南極熊整理收集了連續(xù)復合材料3D打印技術(shù)的幾十個專利,，提供給大家了解研究。鏈接：https://pan.baidu.com/s/1qGfb6jPKvQrlwDA9z27Ktg 提取碼：3ddd

中國的強大,，需要技術(shù)進步,！

無支撐連續(xù)纖維3D打印https://v.qq.com/x/page/z3124cwpiku.html

CF3D技術(shù)詳細視頻https://v.qq.com/x/page/u3124kjr0u6.html

碳纖維