瑞士工程科技公司9T Labs用3D打印批量生产工业级碳纤维复合材料

将3D批量打印碳纤维复合材料确定为制造业新标准。

瑞士工程科技公司9T Labs成立于2018年，其专有的增材融合技术（Additive Fusion Technology™）能以自动化3D打印的方式，大批量、低成本地生产工业级碳纤维复合材料来取代钢、铝和钛零件。

9T Labs团队

碳纤维复合材料已成为航空航天、医疗、休闲和机器人等行业轻质结构的首选材料。其强度是钢的5倍，硬度是钢的2倍，但重量仅为金属的1/5。过去十年，复合材料已成为大型结构的标准配置，但如汽车支架或飞机座椅结构件等大量零件依然是由金属制成的。其原因在于碳纤维复合材料制造的局限性。碳纤维复合材料的现有制造工艺成本高昂、耗时且需大量劳动力，例如，引入单层碳纤维和对齐单根纤维就需要大量的人力，这严重限制了碳纤维复合材料在制造业的广泛应用。 

9T Labs的3D打印技术改变了游戏规则，该技术可将碳纤维复合材料的生产效率提升25倍，将制造成本降低90%。据SmarTech Analysis的《2018年3D打印复合材料市场》报告预计，到2028年，3D打印复合材料市场约为100亿美元，复合年增长率达14.15%。9T Labs正是推动这一发展的少数公司之一。

金属部件与9T Labs的3D打印复合材料部件

9T Labs专有的RED SERIES®一体化增材融合技术将集成软件、增材制造和成型相结合，充分释放了连续纤维复合材料大批量、低成本、自动化制造的潜力。 

该技术由设计模块（Fibrify®设计套件）、构建模块（提供纤维铺层和预成型件生产的3D打印机）和融合模块（提供预成型件固结和最终零件成型的紧凑型压缩机）组成。其中，Fibrify®设计套件可导入CAD文件并运行FEA模拟，使用户能够快速定义纤维设计并验证和优化设计的结构能力。构建模块是一个开放式材料平台，能通过两个细丝导向器进行材料沉积，将热塑性细丝（例如PA11、PA12、PPS、PEKK和PEEK）与连续纤维增强细丝（例如碳、玻璃和玄武岩）放置在一起，并能精确决定纤维取向，充分利用各向异性的优势，在零件的不同区域或不同方向获得不同的机械性能。融合模块使用金属模具来加固打印出来的预成型件，增加层之间的粘合，将打印结构内的残留空隙降低至1%并实现极佳的表面光洁度，形成可重复、低孔隙率、致密且坚固的最终复合材料件。融合模块还能通过复杂的热塑性长丝沉积以及重塑预成型件，将多个子部件组装并融合成一个部件，进而扩展设计自由度。

9T Labs的软件能精确设计组件的纤维及方向

9T Labs的构建模块（左）和融合模块（右）

由此，9T Labs从根本上改变了高性能复合材料零件的批量制造方式，并在材料质量、可重复性、轻便性和性能方面设定了新标准，同时最大限度地减少了材料用量和浪费，降低制造成本并促进可持续发展。 

9T Labs优先生产中小型尺寸和厚截面的高性能结构零件，可实现1万至10万个零件的年产量。这类零件在航空航天、医疗、机器人和日用工业品等行业具有广泛应用前景。2021年，9T Labs在航空航天（内部部件、支架、发动机部件和机翼加强件）、医疗（手术器械）、奢侈品（手表、眼镜）和人体外骨骼（符合人体工程学的举升支撑）等领域完成了创纪录的合作项目数量。工业项目外，9T Labs还向研究中心、大学、金属成型行业和航空航天一级供应商等客户提供商业系统；到目前为止，9T Labs已识别出300多个应用场景。2022年，9T Labs获得了1700万美元的A轮融资，这将支持公司技术和设备的全面商业化，引领可持续高性能复合材料零件的批量生产。

来源：以明科技