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科技大评测连续碳纤维复合材料3D打印来了，AREVO将革新碳纤维制造( 二 )


在纤维长轴方向上 ， 连续纤维使其性能比切碎纤维 ， 有一个数量级的提升 。 强度是钛的五倍 ， 而重量只有钛的三分之一 。
运营模式：设计、打印、生产
除了向客户销售制造的零件 ， Arevo还卖3D打印机 。 2020年2月 ， 他们在日本卖出了第一套系统 ， 安装在位于东京的AGC公司 ， 到2020年第一季度末 ， 全球至少有4个制造工厂安装了这样的系统 ， 开始制造零件 ， 并计划到年底在全球拥有10个客户 。
"通过我们云端软件 ， 成千上万的设计师现在可以访问它来创建以前从未实现过的零件 ， "Bheda说 。 "而且通过全球打印机网络 ， 他们可以按需打印他们的设计 。 "
科技大评测连续碳纤维复合材料3D打印来了，AREVO将革新碳纤维制造
本文插图
△3D打印的碳纤维网球拍 ， 强度非常高
其网络软件为制造复合材料提供了一个端到端的解决方案 ， 从一个3D模型开始 ， 软件会进行分析 ， 并为纤维生成一个最佳的几何排列 。 "
连续碳纤维复合材料通常表现出各向异性 ， 这意味着一些性能会根据它们沿几何平面/轴的部位而变化 ， 控制纤维的几何排列结合零件需求的载荷 ， 是非常重要的 。
此外 ， 软件还可以通过去除材料和推荐最有效的设计来协助设计过程 ， 以满足零件可能遇到的实际操作条件 。 接着 ， 它会计算出所需的复合材料数量 ， 并生成使用Arevo的3D打印技术制造零件的指令 。
系统还收集零件在制造过程中的数据 ， 创建一个数字双胞胎 ， 精确体现零件的打印状态 。 这些数据可以用于质量保证 ， 为检测和分析提供强大的助力 。
激光DED
除了在软件和材料方面的突破 ， Arevo还开发了一种基于激光DED（即直接能量沉积）的专利3D打印工艺 。
科技大评测连续碳纤维复合材料3D打印来了，AREVO将革新碳纤维制造
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△Arevo的核心技术：DED工艺 。 激光束熔化刚加上去的聚合物细丝和上一层沉积打印的材料 ， 形成液-液界面 。 同时 ， 使用一个滚轴施加压力 ， 将层与层之间的空隙率降低到小于1％ ， 达到消除分层横截面的目的 。 其实这思路和中国武汉华中科技大学张海鸥教授的“微铸锻”金属3D打印技术类似 ， 但后者使用的金属材料 ， 而不是高分子聚合物
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△在打印过程中 ， 多轴自动机械臂和平台可自由移动 ， 实现三个以上的自由度沉积材料 。 通常的增材制造技术 ， 包括堆叠2D平面材质层 ， 来构建3D对象
DED工艺使用激光源来熔化聚合物长丝 ， 同时也熔化之前沉积的材料 ， 以创建一个液体到液体的界面 ， 实现原位巩固（ in-situ consolidation）；同时 ， 它还施加了一个压力 ， 将空隙率降低到1%以下 ， 消除了层 ， 使截面看起来更均匀 。 "
这种复合3D打印工艺 ， 实现高性能 ， 可以初级航空航天结构上使用 。
3D打印碳纤维自行车
科技大评测连续碳纤维复合材料3D打印来了，AREVO将革新碳纤维制造
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△全球首款3D打印的碳纤维电动自行车Emery One 。 Arevo与高端自行车制造商Franco Bicycles合作开发一款新的电动自行车
传统的复合材料自行车车架 ， 需要18个月的时间来设计和投入生产；但连续纤维3D打印技术可以将时间缩减到几周 。 车架制造商通过打样试错 ， 建立超过20次的设计迭代 。 当他们确定一个设计时 ， 就手工制造一个原型车 ， 骑上去 ， 然后改变设计；如此重复 。 然后 ， 安排工厂来制造自行车 ， 通常是在中国 。 经南极熊3D打印网查询得知 ， 高端自行车车架厂商 ， 基本上都是在中国生产 。


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