连续纤维制造模糊了 3D 打印和 AFP 之间的界限
连续纤维制造 (CFM) 是由 moi Composites（意大利米兰）申请专利的 3D 打印/连续纤维沉积工艺。该公司由材料工程师兼教授 Marinella Levi、设计工程师 Gabriele Natale 和建筑师 Michele Tonizzo 于 2018 年 2 月成立。它是从 +LAB 分拆出来的，后者是 Levi 在米兰理工大学创立的协作 3D 打印中心。
CFM 于 2015 年获得专利，并于 2016 年通过 Atropos 项目进行了展示，该项目涉及使用 Kuka 工业机器人打印连续的玻璃纤维/环氧树脂螺旋桨叶片。叶片具有内部桁架和外壳，展示了多轴层压板（0°、45° 等）和沿非线性轴的纤维布置。 Moi Composites 使用柯马机器人开发了第二代系统，其构建范围为 1.0 × 0.5 × 0.8m 高度。 “我们还使用了带有转台和更大构建量的大型机器人，这表明我们的技术易于扩展，”联合创始人 Tonizzo 说。 “我们目前可以在环氧树脂、丙烯酸和乙烯基酯中使用紫外线固化进行打印，”他说，“但我们并不依赖于紫外线固化。”高达 2400 tex 的玻璃纤维和玄武岩纤维的印刷效果都非常好，moi 复合材料现在可以使用碳，但不适用于紫外线固化树脂。该公司还可以使用导电纤维进行打印，并且正在生产主要使用玻璃纤维的生物医学、海洋、石油和天然气以及航空航天应用部件。它还在开发第三代一体式打印头，该打印头具有向纤维、传感器、切割机构和铣削工具施加压力的系统。 Tonizzo 表示，这将缩小 3D 打印和自动纤维铺放 (AFP) 之间的差距。 “3D 打印无法达到 AFP 的性能，但 CFM 提供了更大的灵活性。我们已经可以使用 0.25 毫米厚的纤维进行打印，并且能够创建曲线并将连续纤维放置在理想的位置，”他补充道。
混合处理是 moi Composites 已经探索过的一个概念，他们的成功之一是卓越的轻型、低变形下肢假肢。该假肢由印刷的连续玻璃纤维内芯制成，然后用手工铺层、真空袋专用固化碳纤维织物和环氧树脂外皮包裹。 “整个设计减少了偏差并增加了定制化，同时显着降低了成本和生产时间，”Tonizzo 说。
这种优化的一部分是通过数字设计和工作流程产生的，它使用 Autodesk 软件和 moi 复合材料的算法进行应力和路径优化。这就是为结构载荷和纤维沉积过程产生优化纤维路径的原因。
CFM 对 +LAB 探索的各种材料和设计创新持开放态度，包括具有可调节弹性响应的 3D 打印填充图案，以及使用性能类似于混凝土的地质聚合物等新型基质进行打印。随着 moi Composites 继续推进其 CFM 技术，它会出售打印头和机器吗？ “是的，但在未来，”托尼佐说。 “目前，我们正在生产零件并将技术引入客户的工厂，使用我们的专业知识、打印头和软件来按需实现零件解决方案。我们还寻求投资者进一步扩大 CFM 机器和流程的规模，以抓住商业市场机会。”
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