美實驗室3D打印高強碳纖維增強復合材料

據(jù)美國《設計新聞網(wǎng)》2014年4月14日報道，硅谷Arevo實驗室推出制造高強度碳復合材料最終產品的3D打印技術。該技術使用的基體材料有聚醚酰亞胺，以及蘇威公司的KetaSpire PEEK、AvaSpire PAEK、PrimoSpire自強化聚亞苯基、Radel PPSU (聚苯亞砜)樹脂。3D打印技術的基礎不是打印機，而是可以在幾個商用熔絲3 D打印機上使用的材料和軟件。該技術主要針對航空航天、國防和醫(yī)療原始設備制造商。

Arevo實驗室的碳纖維增強復合材料最終產品3 D打印技術包括高溫、融絲打印機頭設計以及為配合新碳纖維和碳納米管增強高溫基聚合物如PEEK的開發(fā)固件。這些產品，加上專用的三維模型設計與分析軟件，已進行了打印測試。Arevo實驗室宣稱，其正與一些打印機硬件公司一起修改他們的產品，目的是為航空航天、國防和醫(yī)療應用打印出最終的零部件產品。

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使用PEEK和其他先進增強聚合物進行3D打印具有挑戰(zhàn)性。MarkOne公司已打印出了碳纖維增強尼龍基體的復合材料，尼龍基體是比PEEK更低端的聚合物樹脂。但該技術與當前的融絲系統(tǒng)不兼容，需要自定義打印機。 本文來自123

一般來說，使用3D打印制造碳纖維復合材料部件比傳統(tǒng)方法優(yōu)越。“一方面，你可以更精確地控制碳纖維的取向，而不是像傳統(tǒng)的擠出或注塑方法來定型。”Arevo實驗室的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Bheda認為。由于3D打印的復合材料零件一次只能制造一層，每一層可以實現(xiàn)任何所需的纖維取向。

“我們相信已經(jīng)有足夠多的人在研制打印機，這需要很多的技術，”Bheda說，“我們認為應對碳纖維復合材料3D打印技術挑戰(zhàn)的關鍵在于解決材料問題。在這一研究領域，我們看到?jīng)]有足夠的研發(fā)活動。我們理解為：目前的3D打印市場還主要集中在原型，而不是最終產品。” 內容來自123456

arevo實驗室優(yōu)化了碳纖維和碳納米管增強的基體聚合物的配比，發(fā)明了特定的擠壓技術使聚合物更適合于増材制造。増強的材料被設計成具有耐高溫和耐化學物質的卓越性能。例如，Solvay公司三個等級的KetaSpire PEEK樹脂剛剛空客鑒定合格，用于制造飛機內飾。一種是使用碳纖維增強，此外還可以用是玻璃纖維增強。空客之前鑒定合格的蘇威公司的Radel R-7000 PPSU樹脂，是專門制作飛機內飾的材料。 123,123

Arevo實驗室做的另一件事是為其三維模型開發(fā)專用軟件算法設計與分析軟件。軟件設計工程師可以設定3D打印碳纖維增強復合材料部件的纖維取向，優(yōu)化特定機械、電和熱性能，開發(fā)更輕、更強、更持久的組件。（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心 胡燕萍） 本文來自123