3D打印爆發年似乎在每一年都會被提及,如果說此前的都是炒作,那么對于3D打印產業來說,2016年成為“爆發年”的可能性很高,在新年伊始,我們已經看到了不少技術突破,它們中的不少都足以引起市場混亂。下面就隨小編一起來了解一下3D打印技術中的潛力股——碳纖維3D打印,CBAM技術吧。
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性。
幾年前,Impossible Objects橫空出世,其CBAM工藝引起了業內的廣泛關注,該公司在2014年成功收獲了280萬美元種子資金。與大多數碳纖維3D打印技術不同,CBAM是將一層層的高強度材料堆疊起來,如碳纖維,凱芙拉合成纖維(Kevlar),玻璃纖維,并用內置熱源把它們融合在一起。最后,由一名技術人員將不需要的材料移除,打印過程就算完成了,打印完成后的零部件要比使用傳統熱塑性材料3D打印出來的部件強度要高2倍-10倍。
看到這里你也許會疑惑,3D打印不是可以處理純粹的碳纖維嗎?因其高強度,目前碳纖維廣泛用于汽車,飛機,風力渦輪機等高成本產品制造。不過,改材料應用中的一大問題在于:所需勞動力成本太高,通常需要手工對其進行銑削。所以不少3D打印服務商都開始提供提供3D打印碳纖維復合材料,并且取得了相當的成功,比如MarkForged。
而Impossible Objects的獨到之處在于:他們研發的制造工藝將3D打印和銑削結合了起來,大大降低了制造全碳纖維部件的制造成本,這樣的成本節約甚至連注塑工藝都比不上。
那么,該技術到底是怎樣實現的呢?Impossible Objects使用的技術基本上類似與將Mcor公司的選擇性沉積層壓(SDL)技術和噴墨3D打印技術結合在一起。從另外一個角度看,這項技術又代表著增材制造與減材制造的結合。據介紹,該技術首先將塑料此類通過噴墨的方式沉積到纖維材料板上,形成所需形狀,這種纖維材料可以是絲綢、滌綸、芳綸、棉花或碳纖維等。這些形狀隨后通過剪切和彼此層疊,構成3D形狀,然后放在烤箱中通過高溫將其融合在一起。最后,再通過噴砂清理,去除多余的材料,獲得最終的3D打印對象。