碳纤维3D打印领域的相关企业以及应用技术

（文章来源：中关村在线）

经过多年的研究，基于伊利诺伊州的Impossible Objects已开始商业化其基于复合材料的增材制造（CBAM）工艺。在CBAM中，粘合材料先沉积在增强材料片上，然后再用热塑性粉末填充，该粉末仅粘在粘合材料上。随后将粉末吹出或抽真空。剩下的只是增强纤维片上的塑料基质。相同的过程一层又一层地继续进行，这些薄片一个接一个地堆叠。最终将堆叠物压缩并移入将塑料基质融化在一起的烤箱中。从烤箱中取出物体后，使用化学浴或砂塑料将多余的基质材料除去，剩下最终物体。

增强材料的范围从碳纤维和玻璃纤维到聚酯，聚乙烯醇，PLA甚至丝绸和棉花。由于粉末在最初沉积时不会熔化，因此基质材料的种类可能比其他3D打印过程宽得多。目前，该公司已演示了PEEK和Nylon 12的用法，但正在开发一种用于CBAM的弹性体以及其他材料。

使用这种技术打印的物体可以比通过熔融沉积建模（FDM）制成的零件强10倍。 CBAM-2 3D打印机能够使用12英寸x 12英寸的纸张进行打印，但是该公司的创始人Robert Swartz设想能够打印整个汽车引擎盖一样大的零件，并且速度可以达到每分钟100米。

几何形状受所需的后处理限制。喷砂将限制形状的复杂性，因为很难达到内部几何形状。化学过程使结构更加复杂，因为多余的物质被溶解掉了。尽管CBAM不能制造出与使用传统复合材料制造的零件一样坚固的零件，但与使用传统技术生产的零件相比，它可以更快地制造更复杂的零件。而且还非常节省劳动力。

CBAM-2仍然是新的上市产品，已于2019年5月推出，预计将于今年第三季度交付。但是，尚未发布有关初始发货的消息。我们确实知道Impossible Objects的旗舰Model One系统确实向包括福特汽车公司和捷普公司在内的客户推出。

Leapfrog 3D打印机的两位前联合创始人Lucas Janssen和Maarten Logtenberg离开了台式机3D打印业务，以开发大型连续碳纤维3D打印机。两人成立了一家名为CEADgroup的公司，致力于创造出大型，快速，可靠且能够生产坚固零件的产品。结果就是连续纤维增材制造（CFAM），据该公司称，该工艺可以以15公斤/小时的速度3D打印尺寸为4m x 2m x 1.5m的零件。如在注塑成型行业中通过使用工业挤出机和料斗来处理塑料颗粒，可以实现快速沉积速度。迄今为止可以印刷的基质材料包括PET，PP，ABS和PEEK。增强材料仅限于碳纤维和玻璃纤维，但该公司希望扩大到包括光学玻璃，铜和钢纤维。

CEAD声称CFAM通过加入连续纤维增强材料可以使部件的强度提高六倍，但是尚未公开将增强材料送入印刷品的确切性质。

短切碳纤维比连续碳纤维要弱。但是，Fortify是一家初创公司，凭借其数字复合材料制造（DCM）技术，该材料的分段特性具有独特优势。DCM是一种新型的数字光处理（DLP）技术，其中使用投影仪来固化光敏聚合物树脂。在DCM的情况下，液体中会填充增强添加剂，例如切碎的碳纤维，这些添加剂会在打印过程中使用磁场对齐。

反过来，可以在必要时对添加剂进行定向，以实现整个零件的最佳物理性能。 DCM可以生产与标准DLP零件具有相同几何复杂度的零件，但支撑结构较少且悬垂较大。到目前为止，该公司仍处于早期阶段，为潜在客户制造零件，但是到目前为止开发的增强材料包括碳纤维，玻璃纤维和高温陶瓷添加剂。特别是，该公司认为其技术对于注塑成型的印刷工具很有价值。

另外还有更多的知名公司和研究机构用碳纤维做有趣的事情。 2016年，EnvisionTEC展示了一款大型3D打印机，据说该打印机能够进行3D打印复合材料。Stratasys还曾与西门子一起开发一种碳纤维3D打印方法，但在这方面也没有任何更新。

橡树岭国家实验室（ORNL）也一直在研究这种材料，已经协助辛辛那提公司提供了大面积增材制造技术。该工艺的特点是将短纤维填充的塑料迅速沉积到接近最终形状，并负责3D打印Shelby Cobra复制品以及Local Motors的车辆。
（责任编辑：fqj）