Arevo 2018 年：连续纤维 3D 打印部件的工业化生产

所有图片的来源：Arevo。

连续波 自 2014 年以来一直报道 Arevo（美国加利福尼亚州圣克拉拉）。以其使用高性能热塑性聚合物而闻名， 包括聚醚醚酮 (PEEK)、聚芳醚酮 (PAEK)、聚醚酰亚胺 (PEI) 和聚苯硫醚 (PPS)，该公司还是开发用于 3D 打印的闭环机器人控制的领导者 , 可以在 z 方向 放置纤维 并沿着 3D 曲线。该公司有一个新列表 开发，包括使用激光加热的直接能量沉积 (DED) 工艺 使生产速度提高 100 倍。

新任 CEO 和 B 系列融资

吉姆米勒三个月前加入阿雷沃担任首席执行官。他是亚马逊的早期员工，在谷歌工作了八年，最近担任全球运营副总裁。 “实际上，我职业生涯的大部分时间都在帮助年轻公司发展壮大，”米勒说，“我对 Arevo 的复合材料 3D 打印方法感到兴奋，并看到了一个巨大的机会，可以改变世界设计和制造各种复杂结构的方式。应用程序。”

该公司还刚刚完成了 B 轮融资，融资 1250 万美元，Asahi Glass Co.（AGC，日本东京）领投。 “他们是世界上最大的汽车玻璃生产商，”米勒说。 “他们在汽车行业拥有良好的关系，并看到了新的复合材料技术的巨大机会 在汽车应用 。”其他投资者包括 In-Q-Tel（美国弗吉尼亚州阿灵顿）、住友商事株式会社（日本东京）和 Leslie Ventures。米勒说住友 是日本最大的企业集团之一，也是石油和天然气技术的领导者，有兴趣在其工业活动中应用 Arevo 的 3D 打印技术 ，包括建筑、交通、基础设施和能源。

热塑性复合材料的工业化生产

“我们的新制造单元使用标准工业机器人 , 旋转构建平台 和用于加热的激光 ，”米勒解释道。 “我们称这个过程为直接能量沉积 （DED）。”在激光安全制造单元内，机器人有一个带有专有热管理的打印头末端执行器 设备、定制电子产品和视觉系统 启用现场检查 . “这个过程主要是不干涉/熄灯，”米勒说。 “这些新电池使生产速度提高了 100 多倍。”首席技术办公室 Wiener Mondesir 补充道：“激光提供无限能量。我们可以控制它并加快速度以实现工业生产率。”但米勒指出，“这不是机器移动的速度或可以应用多少材料的问题，因为我们正在以 四分之一的成本构建复杂的结构复合材料 传统复合材料。”

非传统复合材料制造—— 据报道，Arevo 的 DED 工艺能够以传统复合材料的 1/4 的成本生产连续纤维增强热塑性复合材料部件。 （根据 1m 大小的零件计算。）

“我们正在寻求经济上可行的大型热塑性复合材料部件的制造 ，”米勒说。 “我们从非传统复合材料的角度来处理这种制造。”然而，打印头确实集成了压实能力，部件仍然符合传统的复合材料质量要求。 “我们可以获得空隙率远低于 1% 的热塑性复合材料部件 ，”米勒作证。 “Arevo 将继续改进其工艺，并将在不久的将来满足主要结构要求的机械性能。”

探路者软件

米勒在上面提到的“非传统复合材料视角”的一部分是 Arevo 对数字设计和工艺软件的投资。 “我们折叠了整个工作流程 进入软件，”米勒说。 “它可以提供零件的完整 3D 分析，并使用 Additive FEA 开发优化的纤维取向 (AFEA) 模块。我们的很多成功都是由软件和零件生产模拟驱动的。我们通过我们的工艺模拟软件运行计算机生成的设计，它显示了工艺参数，包括温度、打印路径、翘曲 和印刷材料的收缩 ，以及残余应力。 这使我们能够真正了解和优化流程，以生产出非常高质量的零件。”

他说，Arevo 软件的证据是制造的零件属性在模拟属性的 5% 以内，米勒指出，这基本上下降到测试测量误差范围的水平。他补充说，Arevo 也在使用机器学习 以独特的方式。

展示可能性

就在一个月前，Arevo 展示了它认为是世界上第一辆 3D 打印自行车 在 Sea Otter 活动中（4 月 19 日至 22 日，美国加利福尼亚州蒙特雷）。 “我们的目标是展示我们的软件和流程可以实现的目标，”米勒解释说。 “我们与位于科罗拉多州的工业设计公司 Studio West 合作开发了悬臂式自行车车架设计 。”他指出，Studio West 在自行车行业享有盛誉，与一些顶级制造商合作。 “他们最初给了我们一个非常传统的框架设计，”米勒说。 “但我们想展示 Arevo 如何以新颖的方式应用连续纤维 ，所以我们通过各种迭代继续与他们合作。”他补充说，Arevo 团队希望优化自行车车架的刚度和弯曲度，同时还希望通过其增材制造技术展示可能的新颖美感。 “我们最终得到了一个非常独特的自行车设计，”米勒说。自行车车架由连续 12K CF 丝束制成 和 PEEK 但米勒说也可以使用尼龙。

Arevo 的 3D 打印 CF 复合材料自行车车架很容易适应自行车市场的各种产品，包括电动自行车、货运自行车、卧式自行车、3 轮、儿童自行车、胖子自行车、BMX、巡洋舰和更多的。资料来源：Arevo。

自行车车架并不是 Arevo 在复合材料增材制造方面取得成就的唯一例子。 “小型机器人公司正在制造大型机器人 我们正在帮助轻量化 成本仅为传统材料的一小部分，” Mondesir 说。 Arevo 还重点介绍了叶轮和螺旋桨应用 ，其中报告的好处包括：

• 按需生产以管理库存成本
• 与金属结构相比，效率更高
• 适应服务环境
• 传统制造无法实现复杂的几何形状。

工业生产之路

米勒表示，2018 年的第一个目标是安装 8 个 DED 制造单元并建立产能以解决其生产零件积压 . “我们今年将开始批量发货，”他肯定地说。该公司还在关键应用和产品开发方面与战略客户合作。 “我们的第三个主要重点是继续改进沉积过程 提高速度 同时保持质量和产量，”米勒说。 “我们还将展示具有不同纤维和丝束尺寸的部件 。”他说 DED 工艺可以处理可变的丝束形状和直径，最高可达 24K 丝束。 “我们可以使用 PEKK、PAEK、PPS 以及玻璃和芳纶连续纤维进行打印，”Miller 补充道。

多功能复合结构用金属丝和光纤打印怎么样？ ? “这对我们来说基本上只是另一种光纤，”米勒说。到目前为止，这种能力的演示已经在实验室中进行。 “我们正在研究知识产权，并在该领域进行持续的研发，”他补充道。

“没有什么可以阻止我们使用多个牵引和/或胶带 ，”米勒争辩道。 “而且真的没有限制 我们可以打印到什么尺寸。我们正在为一家航空航天公司制造 2.5m x 1.5m 的零件，并且也在考虑一起使用多个机器人 .该公司已将其 DED 制造单元开发为模块化，能够集成二次操作，例如精加工以生产高质量表面。

我们还可以将打印头安装在任何工业机器人上，因此我们的技术可以集成到现有流程中 或全新的流程。”他指出，Arevo“不属于打印机业务，但这种适应性带来了一些机会。公司拥有55项专利 已发出、未决或正在申请中。

衍生式设计呢？ Arevo 是否将自己视为帮助实现这种新的设计和制造方法的参与者？ “衍生式设计与我们正在做的事情大不相同，因为它最终会产生难以制造的设计，从而推高成本，”米勒回应道。 “我们的方法是包括制造优化 前面。”