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碳纤维:史上最好的3D打印材料之一

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据了解,增材制造技术开发商Arevo Labs宣布推出增材制造服务,为要求苛刻的终端应用生产3D打印复合材料零件。可用的材料是PEEK和PAEK聚合物基复合材料配方,优化用于增材制造。

AREVO是一家致力于复合材料直接数字增材制造的硅谷公司,2019年4月12日,记者获悉,该公司与加州精品自行车制造商Franco Bicycles合作,为新的电动自行车提供3D打印碳纤维框架。

如果说70亿美金的3D打印行业的确要获得千亿美金的制造市场的一部分份额,3D打印技术就需要在设备工艺与材料两方面发力。这方面Carbon与惠普正在通过他们的工艺来展示这种可能性变成现实。

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单件一体式车架已经集成到Emery ONE eBike中,目前正在加利福尼亚州蒙特里举行的Sea Otter Classic自行车赛上展出。

材料领域,材料化学公司从杜邦到伊士曼纷纷投身到3D打印材料的研究中。而根据市场咨询公司IDTechEx,到2025年材料市场有望达到83亿美金的市场份额,3D科学谷认为虽然光固化目前占据材料市场的最大市场份额,然而要跟传统制造业竞争,复合材料将是3D打印成为主流技术的背后驱动力之一。点击GE视频,了解复合材料在航空领域的重要性。

Arevo Labs的复合配方使用高性能聚合物基质,碳纳米管,碳纤维和玻璃纤维。这些复合材料提高了强度,刚度,耐久性,耐磨性,耐化学性,热稳定性和静电放电性能的性能阈值。对于工程师和产品开发人员来说,结果是使用最先进的材料进行增材制造,以生产先进的热塑性复合材料部件。使用Arevo先进的软件算法(包括添加有限元分析和真正的3D打印),3D打印部件针对机械性能进行了优化。

AREVO联合创始人Hemant Bheda 表示:“全球复合材料自行车产业的转型已经开始。”

而复合材料领域,对于制造业来说最重要的一个领域就是碳纤维增强材料,可以提供与金属相当的强度,又非常轻,碳纤维在需要考虑重量与强度比的行业包括航空航天、汽车领域都有广泛的应用前景。

“我们很高兴第一次宣布3D打印PEEK和PAEK复合材料零件的商业可用性,”Arevo Labs的首席执行官兼创始人Hemant Bheda说。“我们已成功开发航空航天,一次性医疗设备,石油和天然气以及工厂自动化的终端应用,并与原始设备制造商密切合作,以扩大生产。”

全新Emery ONE eBike采用耐用的3D打印一体式自行车车架。

碳纤维从1970年后就开始进入工业制造领域,应用到汽车、运动品、工程与电子领域。而空客的A350XWB包括了52%的碳纤维增强增强型高性能材料,而且使用其专有的3D打印技术和专用软件算法可以使用市场上现有的长丝融熔3D打印机制造产品级的超强聚合物零部件。

“使用3D打印制造高性能复合材料零件为我们开辟了新的设计机会。两个主要优点是改进了复杂的几何形状和新的材料可能性,“Superior Energy的产品线经理Kent Holder说。Superior Energy服务于全球石油和天然气公司的钻井,完井和生产相关需求。

AREVO使用生成设计技术的专利软件算法,以及使用直接能量沉积构建自行车车架的多轴机器人增材制造平台。 该公司将此流程称为“True 3D printing”。 根据AREVO的描述,“True 3D printing”针对各向异性复合材料进行了优化。

ArevoLabs推出了一个可扩展的以机器人为基础的增材制造RAM设备用来打印复合材料。3D科学谷曾介绍过该平台由一个市售的机械臂,复合沉积端执行器和一个全面的软件套件。

“我可以确认用AREVO的没有内部结构的Katevo-CF材料打印的无人机臂比带有内肋的碳纤维填充SLS臂强得多,”Matternet的设计主管Ido Baruchin说。Matternet是一家运输智能无人机的开发商,专注于最后一英里物流。

与其他复合自行车车架相反,碳纤维车架作为单个部件制造。 在科罗拉多设计公司StudioWest的工业设计师比尔斯蒂芬斯的帮助下,Emery ONE自行车车架的生产在几天内完成,而不是之前的18个月。使用该工艺使得产品开发成本显著降低。

目前软件是专门针对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。

全新Emery ONE eBike采用耐用的3D打印一体式自行车车架。 图像来自AREVO

ImpossibleObjects的CBAM工艺将强度更高的材料用于3D打印技术,比如碳纤维、芳纶和玻璃纤维等。打印完成后的零部件要比使用传统热塑性材料3D打印出来的部件强度要高2倍10倍。由于其独特的复合材料构成,用户也可以通过定制以用于各种应用,包括热和化学腐蚀等环境。

“我们选择AREVO技术是因为其迭代和灵活的设计代表了复合材料制造的新时代,我们希望成为第一家帮助引领这场革命的自行车公司,”Emery Bikes的联合创始人Hector Rodriguez说。

ImpossibleObjects的工作原理是当CAD文件被切图成独立的位图层,打印机就将热塑性液滴按照位图模型打印到复合材料的基层上,随后基层材料中那些没有被液滴黏住的粉末被吹吸掉,只留下根据位图模型形成的粘结剂与复合材料。

“AREVO的连续碳纤维技术在实现我们用Emery ONE实现的驾驶质量和高性能要求方面发挥了重要作用。”

比桌面型设备打印速度快10倍,ImpossibleObjects的CEORobertSwartz相信他们的打印速度可以提高到100米每分钟。目前设备可以打印的尺寸是12inx16in(305mmx406mm)。另外,3D科学谷了解到ImpossibleObjects的设备还处于测试验证阶段,定于2017年正式上市。

目前,Emery One车架正在AREVO位于米尔皮塔斯的新多功能设施中投入生产。 Sea Otter Classic活动的参加者可以在S9展位观看新的Emery ONE eBike,直到4月14日。

除了ImpossibleObjects的CBAM技术,EnvisionTec推出了SLCOM13D打印机,该打印的核心技术是EnvisionTec拥有专利的SLCOM(selectivelaminationcompositeobjectmanufacturing)技术。

4008com云顶集团,Arevo的技术将3D打印与基于Web的软件、机器人技术、机器学习和热塑性材料相结合。它使用安装在机械臂上的“打印头”来打印出自行车车架的三维形状。 AREVO允许为个人骑手定制eBike,并在需要时进行大规模打印。Arevo新款自行车采用嵌入碳纤维的热塑性塑料制成,其强度是钛的五倍,重量约为钛的三分之一。

EnvisionTEC与2016年中推出SLCOM1工业级复合材料3D打印机,SLCOM?可以用来加工玻璃纤维织物、碳纤维织物或其他品种的加强型芳纶纤维织物,可选择使用尼龙6、尼龙11、尼龙12、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚碳酸酯和很多其他材料予以增强。适用于航空航天、汽车、消费品、体育用品和医疗领域潜在应用的高品质3D打印零部件的定制化。这些复合材料可度身定制,使其具备非凡的韧性、耐候性、减震性能、不易燃性、高耐磨性和高强度重量比。

研究人员已经创建了一种新的制造模式,通过利用动态软件和自动化的进步,使企业能够在本地创建和采购产品,eBike的发展已经证明,我们可以在需要时以低成本3D打印新产品,并使制造过程本地化,大大减少了制造自行车车架的工艺和时间。

Electroimpact开发的AFP超薄碳纤维层铺叠技术,碳纤维打印设备很精细,但价格也非常昂贵,设备有着一个长达6.4米的机械臂,头部有16个类似于老式缝纫机上线轱辘的装置,整个手臂被架置在12米长的轨道上,可以围绕模型运动进行快速打印,大大节约零部件和原型产品生产时间,降低成本,使用的材料则是兼具坚固和轻质的碳纤维。

云顶集团登录,OECHSLER致力于走在制造创新的最前沿,与AREVO的合作使能够为OECHSLER集成驱动系统探索独特的用例,凭借AREVO快速生产定制自行车车架的能力,将能够满足日益增长的电动自行车需求。

关键词:碳纤维3D打印

Arevo的电池辅助3D打印碳纤维车架电动车将于明年量产。3D打印碳纤维材料科技,打印的自行车部件安装在一辆山地车上。不但可以真正骑行,承重100公斤,而且对下雨,下雪,暴晒等各种情况都不怕。

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