解锁UV固化热固性树脂在连续纤维3D打印中的商业潜力
CF3D技术采用速固热固性材料,降低高成本、长交期和设计约束。2020年9月,连续纤维3D打印专家Continuous Composites(美国爱达荷州库尔德阿伦)与特种材料公司Arkema(法国科隆布)旗下Sartomer业务线宣布战略合作,结合CF3D专利打印技术与Sartomer光固化N3xtDimension树脂方案,开发、认证并商业化先进材料解决方案库,服务多元应用与行业。
合作渊源
合作源于2015年Arkema全球3D打印高级总监Dr. Sumeet Jain关注Continuous Composites并看到其工艺机遇。Continuous Composites CEO Tyler Alvarado称:"Jain看中光固化热固性树脂推进机遇,我们看中其在聚合物领域数十年经验。" 2019年签署联合开发协议,2020年初Arkema入股,9月正式宣布战略合作。
技术融合:光固化树脂遇上连续纤维3D打印
Arkema先进材料事业部涵盖热固性/热塑性等多材料,Sartomer专注特种丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯,在涂料、胶粘剂、3D打印丝材等领域提供UV固化材料数十年。
CF3D系统为非高压釜(OOA)可扩展3D打印技术,基于速固树脂与连续纤维。Continuous Composites需满足航天、能源、国防等行业高性能机械要求的树脂目录。Alvarado称:"核心竞力是干连续纤维浸渍速固——此处为UV固化——树脂,使复合结构自由成型,利用连续纤维各向异性,制造极轻极强的复杂有机几何体,实现高纤维含量、低孔隙率的高质量复合层板。"
Sartomer N3xtDimension液体树脂(Arkema 3D Printing Solutions平台新品)搭配碳纤、玻纤、Dyneema、芳纶等结构纤维,完美匹配,双方正开发满足多样机械性能要求的UV固化树脂库。
创新优势:免模具、高速、悬空打印
免去终部件热固化,实现CF3D两大创新:高速打印、开放空气中无支撑打印。Alvarado解释:"传统铺层需模具支撑,但速固热固性树脂经结构纤维增强后能自硬成型,无需支撑材料。" 消除模具成本交期,打破工装设计约束,可实现大跨度悬空几何体。
CF3D"极其稳定……打印速度显著超热塑性机器",因消除热塑性材料的温度梯度管理、翘曲问题,且不受加热工艺限制(UV光固化)。打印速度取决于材料固化与打印精度,Alvarado团队自研CNC控制器替代机器人运动平台,大幅提速,计划明年再提速3倍。
挑战与展望
Sartomer Klang指出挑战:提升耐温性,已达230°C切入高价值应用。Arkema Jain总结:"从底层改变复合材料制造方式,非一日之功。合作四年,才刚起步。"
树脂
- 碳纤维3D打印的三大制造应用
- 高校引入3D打印的战略价值:案例、资源与落地指南
- 10大最强3D打印材料:极致耐用之选
- 3D 打印耐用模具专业指南:低成本注塑验证方案
- 降低连续纤维 3D 打印成本:创新与策略
- 德国航空航天中心DLR发布EmpowerAX,开创工业级连续纤维3D打印全球平台
- Electroimpact推出SCRAM:六轴连续纤维3D打印机,实现免模具航空级复合材料制造
- 东丽开发高性能球形聚酰胺颗粒助力优质 3D 打印
- Desktop Metal推出面向工程师的连续纤维桌面3D打印机
- 连续纤维制造(CFM):融合3D打印与先进纤维加工
- Covestro发布Maezio:高性能应用先进连续纤维热塑性复合材料
- 推进3D打印:连续纤维增强复合材料增材制造