(文章來源:中關村在線)
經過多年的研究,基于伊利諾伊州的Impossible Objects已開始商業化其基于復合材料的增材制造(CBAM)工藝。在CBAM中,粘合材料先沉積在增強材料片上,然后再用熱塑性粉末填充,該粉末僅粘在粘合材料上。隨后將粉末吹出或抽真空。剩下的只是增強纖維片上的塑料基質。相同的過程一層又一層地繼續進行,這些薄片一個接一個地堆疊。最終將堆疊物壓縮并移入將塑料基質融化在一起的烤箱中。從烤箱中取出物體后,使用化學浴或砂塑料將多余的基質材料除去,剩下最終物體。
增強材料的范圍從碳纖維和玻璃纖維到聚酯,聚乙烯醇,PLA甚至絲綢和棉花。由于粉末在最初沉積時不會熔化,因此基質材料的種類可能比其他3D打印過程寬得多。目前,該公司已演示了PEEK和Nylon 12的用法,但正在開發一種用于CBAM的彈性體以及其他材料。
使用這種技術打印的物體可以比通過熔融沉積建模(FDM)制成的零件強10倍。 CBAM-2 3D打印機能夠使用12英寸x 12英寸的紙張進行打印,但是該公司的創始人Robert Swartz設想能夠打印整個汽車引擎蓋一樣大的零件,并且速度可以達到每分鐘100米。
幾何形狀受所需的后處理限制。噴砂將限制形狀的復雜性,因為很難達到內部幾何形狀。化學過程使結構更加復雜,因為多余的物質被溶解掉了。盡管CBAM不能制造出與使用傳統復合材料制造的零件一樣堅固的零件,但與使用傳統技術生產的零件相比,它可以更快地制造更復雜的零件。而且還非常節省勞動力。
CBAM-2仍然是新的上市產品,已于2019年5月推出,預計將于今年第三季度交付。但是,尚未發布有關初始發貨的消息。我們確實知道Impossible Objects的旗艦Model One系統確實向包括福特汽車公司和捷普公司在內的客戶推出。
Leapfrog 3D打印機的兩位前聯合創始人Lucas Janssen和Maarten Logtenberg離開了臺式機3D打印業務,以開發大型連續碳纖維3D打印機。兩人成立了一家名為CEADgroup的公司,致力于創造出大型,快速,可靠且能夠生產堅固零件的產品。結果就是連續纖維增材制造(CFAM),據該公司稱,該工藝可以以15公斤/小時的速度3D打印尺寸為4m x 2m x 1.5m的零件。如在注塑成型行業中通過使用工業擠出機和料斗來處理塑料顆粒,可以實現快速沉積速度。迄今為止可以印刷的基質材料包括PET,PP,ABS和PEEK。增強材料僅限于碳纖維和玻璃纖維,但該公司希望擴大到包括光學玻璃,銅和鋼纖維。
CEAD聲稱CFAM通過加入連續纖維增強材料可以使部件的強度提高六倍,但是尚未公開將增強材料送入印刷品的確切性質。
短切碳纖維比連續碳纖維要弱。但是,Fortify是一家初創公司,憑借其數字復合材料制造(DCM)技術,該材料的分段特性具有獨特優勢。DCM是一種新型的數字光處理(DLP)技術,其中使用投影儀來固化光敏聚合物樹脂。在DCM的情況下,液體中會填充增強添加劑,例如切碎的碳纖維,這些添加劑會在打印過程中使用磁場對齊。
反過來,可以在必要時對添加劑進行定向,以實現整個零件的最佳物理性能。 DCM可以生產與標準DLP零件具有相同幾何復雜度的零件,但支撐結構較少且懸垂較大。到目前為止,該公司仍處于早期階段,為潛在客戶制造零件,但是到目前為止開發的增強材料包括碳纖維,玻璃纖維和高溫陶瓷添加劑。特別是,該公司認為其技術對于注塑成型的印刷工具很有價值。
另外還有更多的知名公司和研究機構用碳纖維做有趣的事情。 2016年,EnvisionTEC展示了一款大型3D打印機,據說該打印機能夠進行3D打印復合材料。Stratasys還曾與西門子一起開發一種碳纖維3D打印方法,但在這方面也沒有任何更新。
橡樹嶺國家實驗室(ORNL)也一直在研究這種材料,已經協助辛辛那提公司提供了大面積增材制造技術。該工藝的特點是將短纖維填充的塑料迅速沉積到接近最終形狀,并負責3D打印Shelby Cobra復制品以及Local Motors的車輛。
(責任編輯:fqj)
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