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硅谷AREVO连续碳纤维复合材料3D打印将革新碳纤维

时间:2020-06-21 19:53 作者:admin

  AREVO迩来的繁荣势头迅猛。2020年6月初,AREVO发布,他们曾经起初成立一个寰宇上最大的高速相接碳纤维巩固会合物(continuous carbon fiber reinforced polymer ,即“CFRP”)复合资料增材筑设(manufacturing-as-a-service,MaaS)的形式来运营,范围化疾速分娩定制。相接碳纤维巩固会合物复合资料的强度重量比是钢的60倍以上,可用于专业级自行车、一级方程式赛车和最新一代战役机等产物。

  跟着Arevo达成第二代复合资料重积技能升级,速率是第一代的四倍以上,方案正在一个亚洲都邑中计划数百套分娩体例,具备餍足客户对大型和几何繁杂的CFRP产物疾速筑设需求的才智。“这将成为我过去20年里,正在3D打印行业看到的,最野心勃勃、最意思、最有出息的运用之一。”Arevo说合创始人兼董事长Hemant Bheda体现。

  碳纤维复合资料重量轻、强度重量比高,使其成为某些金属零件和机合的理念取代品,由于它们能够低重资料本钱、降低刻板职能。“复合资料曾经有25年以上的史书,但其墟市排泄率极低,”Hemant Bheda说。“咱们以为,最要紧的出处是由于其本钱太高,须要手工劳动和众个方法,以及须要很长的韶华才具推向墟市,大凡是12到18个月。”

  纵使采用最前辈的主动纤维贴装(AFP)技能,复合资料筑设也须要对金属模具举办严紧的数控加工、真空封装和烘箱固化。这工艺无法应对繁杂的安排,必需将几个部件隔离筑设,然夹帐工粘合正在一同,从而引入恐怕的人工缺点。此外,像飞机机翼如许的大型部件必需正在烘箱中烘很长韶华,花费大宗能源,Bheda说。“现正在,跟着差异规模更始的协调,奇特是预备才智和基于呆板人的主动化,是岁月对技能举办转型升级了。”

  Arevo公司愚弄其专利软件算法、碳纤维资料和3D打印技能,实行复合资料部件分娩的筑设即任事。

  Bheda称:“咱们的体例所有省去了手工劳动和烘箱固化的方法,通过咱们的软件和全主动3D打印机,咱们能够疾速筑设碳纤维成品。”

  碳纤维复合资料是由薄薄的、绝顶结实的碳晶丝构成的,这些碳晶丝被混正在会合物基质中;基质将纤维固定正在一同,酿成结壮的机合。具有很高的刚度和拉伸强度,重量轻,并具有很高的耐化学性和耐温性。

  目前,其他复合资料3D打印机,能够把由几微米长的切碎纤维构成的长丝,嵌入热固性塑料长丝中,实行3D打印零件。但能做出的尺寸是有限的。而Arevo的体例能够打印更大的物体,到达1立方米。

  Arevo体例运用的长丝资料是由PEEK基体系成的,内部嵌入了航空级的相接碳纤维。

  PEEK是一种常睹的可接收塑料资料,供应比其他热固性资料更好的刻板职能。Arevo的资料直径为1.2毫米,蕴涵12000束平行的相接碳纤维,每条纤维的直径为5至6微米。

  正在纤维长轴偏向上,相接纤维使其职能比切碎纤维,有一个数目级的晋升。强度是钛的五倍,而重量唯有钛的三分之一。

  除了向客户贩卖筑设的零件,Arevo还卖3D打印机。2020年2月,他们正在日本卖出了第一套体例,安置正在位于东京的AGC公司,到2020年第一季度末,环球起码有4个筑设工场安置了如许的体例,起初筑设零件,并方案到年末正在环球具有10个客户。

  “通过咱们云端软件,成千上万的安排师现正在能够访谒它来创筑以前从未实行过的零件,”Bheda说。“况且通过环球打印机汇集,他们能够按需打印他们的安排。”

  其汇集软件为筑设复合资料供应了一个端到端的办理计划,从一个3D模子起初,软件会举办剖判,并为纤维天生一个最佳的几何陈列。

  相接碳纤维复合资料大凡显示出各向异性,这意味着极少职能会凭据它们沿几何平面/轴的部位而转化,驾驭纤维的几何陈列勾结零件需求的载荷,诟谇常要紧的。

  其余,软件还能够通过去除资料和引荐最有用的安排来协助安排进程,以餍足零件恐怕遭遇的实践操作条款。接着,它会预备出所需的复合资料数目,并天生运用Arevo的3D打印技能筑设零件的指令。

  体例还汇集零件正在筑设进程中的数据,创筑一个数字双胞胎,切确再现零件的打印状况。这些数据能够用于质地包管,为检测和剖判供应巨大的助力。

  除了正在软件和资料方面的冲破,Arevo还斥地了一种基于激光DED(即直接能量重积)的专利3D打印工艺。

  激光束熔化刚加上去的会合物细丝和上一层重积打印的资料,酿成液-液界面。同时,运用一个滚轴施加压力,将层与层之间的闲暇率低重到小于1%,到达驱除分层横截面的方针。实在这思绪和中邦武汉华中科技大学张海鸥教员的“微铸锻”金属3D打印技能仿佛,但后者运用的金属资料,而不是高分子会合物

  DED工艺运用激光源来熔化会合物长丝,同时也熔化之前重积的资料,以创筑一个液体到液体的界面,实行原位褂讪( in-situ consolidation);同时,它还施加了一个压力,将闲暇率低重到1%以下,驱除了层,使截面看起来更平均。

  守旧的复合资料自行车车架,须要18个月的韶华来安排和加入分娩;但相接纤维3D打印技能能够将韶华缩减到几周。车架筑设商通过打样试错,设立高出20次的安排迭代。当他们确定一个安排时,就手工筑设一个原型车,骑上去,然后变换安排;如许反复。然后,放置工场来筑设自行车,大凡是正在中邦。经南极熊3D打印网盘查得知,高端自行车车架厂商,根本上都是正在中邦分娩。

  工场筑设的复合资料车架是由27到30个差异的零件手工筑制而成,最终粘合正在一同。而Arevo的体例,统统的安排办事,席卷剖判和优化,都能够通过软件来达成的,大大低重研发本钱;同时3D打印一个合座简单部件,相接纤维智能安插正在车架内,供应空前绝后的机合无缺性和牢固性。

  “目前,正在分娩的200万个复合自行车车架中,99%都是中邦筑设的。”Arevo说合创始人兼董事长Bheda说。“咱们自信,跟着技能的发展,本钱机合将爆发蜕化,三年后,手工筑设自行车车架将被倾覆,被舍弃。”

  Arevo还正在咨议其他极少运用,席卷自行车和滑板车的车轮。用于运输包裹的商用无人机筑设商对复合资料的轻量化很感乐趣,又有网球拍和滑冰鞋(用于衔尾金属叶片和靴子的机合)正在内的运动筑设筑设商。

  据南极熊理会,中邦相接碳纤维3D打印方面的创业团队绝顶少,但也有极少咨议干系技能的大学和咨议所团队。

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