導(dǎo)讀：復(fù)合材料是兩種或多種不同材料（通常是芯聚合物和增強(qiáng)材料）的組合以達(dá)到最佳性能，這種材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐高溫和化學(xué)腐蝕等優(yōu)勢，是醫(yī)療、航空航天、汽車、體育和工業(yè)等眾多行業(yè)應(yīng)用的理想之選。因此，許多增材制造公司也正在通過研發(fā)新型復(fù)合材料進(jìn)行零部件制造。

南極熊獲悉，2021年3月30日，英國領(lǐng)先的3D打印專家Ricoh 3D與美國3D打印機(jī)與材料制造商Impossible Objects宣布建立合作，將首次為歐洲的客戶提供CBAM高性能、低成本碳纖維復(fù)合材料3D打印零件，包括Carbon Fiber PEEK和Carbon FibrePA12。

△Carbon Fibre PEEK

Ricoh 3D是首批將3D打印碳纖維PEEK和碳纖維PA12材料在歐洲出售的功能原型和小批量生產(chǎn)增材制造服務(wù)機(jī)構(gòu)之一。通過Impossible Objects獨(dú)特的CBAM打印過程，利用高速2D圖形技術(shù)創(chuàng)造高性能增強(qiáng)復(fù)合部件。這些零件具有極高成本效益、令人印象深刻的強(qiáng)度重量比，并且性能類似于金屬。

△Carbon Fibre PA12

Impossible Objects專有的CBAM技術(shù)可以比傳統(tǒng)的熔融沉積建模（FDM）3D打印更快地生產(chǎn)零件。制造過程是通過將尼龍和PEEK等高性能聚合物與碳纖維和玻璃纖維板相結(jié)合。與傳統(tǒng)的復(fù)合材料制造相比，ImpossibleObjects的復(fù)合材料的增材制造（CBAM）工藝可制造出非常堅(jiān)固、幾乎沒有幾何限制、高精度，而且價(jià)格大大低于以前的零件。對(duì)于航空航天和無人機(jī)制造商而言，這尤其是個(gè)好消息。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)大大改變了使用FDM和FFF技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的精細(xì)特征和扁平零件，在FDM和FFF加工時(shí)，短纖維的形成和層與層之間的層壓會(huì)導(dǎo)致零件在力的作用下散落。

△CBAM技術(shù)制造的無人機(jī)螺旋槳

使用粉末基3D復(fù)合材料時(shí)，連續(xù)碳纖維包含在長纖維印刷紙中，可以完全均勻地覆蓋纖維，從而使點(diǎn)狀特征和羽化邊緣成為可能。由于多余的纖維支撐著未打印的區(qū)域，因此消除了零件收縮、卷曲或變形的問題。

△CBAM技術(shù)流程

Ricoh 3D增材制造與成型工程經(jīng)理Mark Dickin表示，在未來幾年中，復(fù)合材料將成為增材制造領(lǐng)域一個(gè)巨大的增長領(lǐng)域，因此與Impossible Objects的合作將會(huì)使公司在碳纖維復(fù)合材料零件生產(chǎn)方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。同時(shí)，這也是可持續(xù)發(fā)展的重要產(chǎn)品。通過從板上提取廢料可回收所有粉末，從而確保沒有浪費(fèi)，這比SLS更為有效。

△使用Impossible Objects的復(fù)合材料增材制造（CBAM）的鐘形曲柄。（照片：美國商業(yè)資訊）

而Impossible Objects的創(chuàng)始人兼董事長BobSwartz稱，與Ricoh 3D的合作是公司的重要一步。CBAM通過比以往更低的成本生產(chǎn)更堅(jiān)固、高性能的3D打印零件，為增材制造開辟了新的可能性。與Ricoh3D的合作關(guān)系將會(huì)把這些競爭優(yōu)勢擴(kuò)展到整個(gè)歐洲。

△用PEEK和PA 12碳纖維制成的3D打印零件（圖片來源：Ricoh 3D）

CBAM技術(shù)與CBAM-2打印機(jī)

CBAM技術(shù)能夠?qū)⑻蓟虿ＡчL纖維織物（相對(duì)于短纖維或短切纖維）與高性能熱塑性材料相結(jié)合的增材制造工藝。長纖維（長度至少為12mm的纖維）除尺寸穩(wěn)定性、耐熱性和耐化學(xué)性等其他特性外，還可以顯著提高強(qiáng)度、韌性和耐用性。長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料零件可用于由低成本塑料、輕質(zhì)金屬零件進(jìn)行改造、或其他方式無法實(shí)現(xiàn)的全新零件。

△CBAM技術(shù)

CBAM-2打印機(jī)具有快速、靈活和有效的特點(diǎn)：

• 打印速度快，并且可以直觀看到大批量生產(chǎn)的制造過程。

• 適合低成本、高價(jià)值和高強(qiáng)度打印 。

• 高強(qiáng)度復(fù)合材料的使用能夠生產(chǎn)更堅(jiān)固、更硬、更輕的零件，并具有更高的精度和更好的質(zhì)量控制。

南極熊全球3D打印產(chǎn)品庫https://product.nanjixiong.com/已經(jīng)收錄了這款3D打印機(jī)。

△與傳統(tǒng)的3D打印方法相比，Impossible Objects的CBAM 2打印機(jī)可以生產(chǎn)出更堅(jiān)固、更輕、尺寸精度更高、溫度性能更好的零件。（照片：美國商業(yè)資訊）

CBAM的制造過程大致如下：

1. 對(duì)打印對(duì)象進(jìn)行切片

2. 在復(fù)合材料薄片上噴涂形狀對(duì)應(yīng)切片的粘合劑

3. 鋪設(shè)粉末并去掉多余部分

4. 將所有切片薄片組合并壓縮

5. 加熱所有薄片組合

6. 去掉未熔合的材料并后處理

關(guān)于Impossible Objects

3D打印機(jī)和材料公司Impossible Objects的信念是，材料科學(xué)的發(fā)明將使3D打印將如同計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)一樣改變我們的生活、工作和娛樂，甚至改變世界。公司復(fù)合材料增材制造技術(shù)（CBAM）是一種全新的工藝，與傳統(tǒng)的增材制造技術(shù)有根本的不同。與市場上的其他增材制造技術(shù)相比，CBAM零件更堅(jiān)固、更輕、具有更好的溫度性能并且更耐用。

△CBAM技術(shù)介紹

△CBAM-2上可用的材料組合

關(guān)于Ricoh 3D

Ricoh 3D是領(lǐng)先技術(shù)和數(shù)字服務(wù)公司Ricoh的增材制造子公司。Ricoh 3D擁有80多年的制造經(jīng)驗(yàn)，是工業(yè)級(jí)3D打印和制造解決方案值得信賴的專家。從設(shè)計(jì)和逆向工程服務(wù)，到全方位的SLS、MJF和FDM技術(shù)，再到公司已建立的注塑成型設(shè)施，Ricoh 3D的設(shè)計(jì)宗旨是將客戶從設(shè)計(jì)、原型制作到批量生產(chǎn)能夠無縫對(duì)接。

參考閱讀：

1. Ricoh 3D launches powder-based 3D composite
2. Powder-based 3D Composite
3. Long-Fiber Makes our Composites Stronger, Lighter,Tougher.
4. THE CBAM-2 Printer
5. 纖維層疊3D打印技術(shù)ImpossibleObjects：速度提高100倍，成品強(qiáng)度提高10倍

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