9T Labs與普渡大學(xué)合作，將共同推動3D打印復(fù)合材料在航空航天中的應(yīng)用

2022年10月21日，南極熊獲悉，總部位于瑞士的碳纖維3D打印公司9TLabs AG，現(xiàn)與普渡大學(xué)（Purdue）達(dá)成正式合作，將利用9T Labs的3D打印融合技術(shù)（AFT），共同研究和測試3D打印在大規(guī)模批量制造航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的潛力。

△9T用于3D打印復(fù)合材料的融合解決方案

這次是9T與普渡大學(xué)的首次合作，普渡大學(xué)是美國領(lǐng)先的工程大學(xué)之一。通過這種獨(dú)特的混合解決方案，將高分辨率的3D打印制造，與大塊成型復(fù)合材料(BMC)過模成型的速度相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動化制造，與傳統(tǒng)的鋁航空航天部件生產(chǎn)相比，提供了具有成本競爭力的選擇方案。9T實(shí)驗(yàn)室對連續(xù)纖維3D打印預(yù)制件的創(chuàng)新，和獨(dú)特的方法已經(jīng)在交通、醫(yī)療和機(jī)器人等行業(yè)顯示出巨大的商業(yè)前景。

△9T采用碳纖維增強(qiáng)的3D打印部件

關(guān)于3D打印融合技術(shù)
9T采用“3D打印+壓縮成型”的制造工藝，能實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)級連續(xù)纖維零件的制造。生產(chǎn)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)部件有兩個關(guān)鍵點(diǎn)：最佳的纖維鋪層和高固結(jié)性。

Additive Fusion Technology (AFT) 允許自動制造來自Fibrify ®軟件的優(yōu)化零件設(shè)計(jì)，方法是首先使用構(gòu)建模塊來生產(chǎn)纖維疊層。在這個階段，得到的預(yù)制件尚未達(dá)到結(jié)構(gòu)復(fù)合材料所需的固結(jié)質(zhì)量。然后，通過融合模塊的加熱和壓力將預(yù)制件融合在一起。這種專有的兩階段工藝可確保您的批量生產(chǎn)應(yīng)用的零件質(zhì)量、可重復(fù)性和成本競爭力。

△普渡大學(xué)復(fù)合材料制造仿真中心（CMSC）成立于2015年，是美國能源部資助的國家級制造機(jī)構(gòu)之一

普渡大學(xué)坐落于印第安納州西拉斐特的世界級復(fù)合材料制造和模擬中心(CMSC)，將為9T提供必要的工具和資源來分析、模擬和測試復(fù)合材料的性能。9T和普渡將合作開發(fā)應(yīng)用工作流程，以使用BMC芯片和連續(xù)纖維3D打印預(yù)制件，高效地設(shè)計(jì)和制造高性能零件。

初步測試表明，定制的連續(xù)纖維混合部件可以數(shù)字化設(shè)計(jì)、3D打印并與BMC材料共同成型。此外，通過該技術(shù)制作出的碳纖維結(jié)構(gòu)件不僅性能滿足設(shè)計(jì)需求，最重要的一點(diǎn)成本僅為傳統(tǒng)制造的一小部分。

9T營銷和業(yè)務(wù)發(fā)展主管Yannick Willemin說：“傳統(tǒng)的復(fù)合材料制造昂貴、浪費(fèi)且設(shè)計(jì)受到很大的限制，特別是對于小型應(yīng)用而言。因此，我們正在定義一種新的復(fù)合材料制造標(biāo)準(zhǔn)，使我們能夠像生產(chǎn)金屬零件一樣，輕松地生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料零件。通過合作，我們正朝著在未來12-18個月內(nèi)，可以更廣泛地提供和使用這項(xiàng)技術(shù)邁出了重要的一步。”

△9T Labs使用模量為230GPa的標(biāo)準(zhǔn)彈性模量型(HT)碳纖維作為標(biāo)準(zhǔn)材料。將這種碳纖維的比模量與鋁、鋼和鈦進(jìn)行比較，如圖可見，碳纖維具有明顯優(yōu)勢，該公司可提供從低彈性模量纖維到高彈性模量纖維(200-300 GPa)

相互合作的淵源
這種合作關(guān)系的起源，可以追溯到9T實(shí)驗(yàn)室的首席執(zhí)行官和聯(lián)合創(chuàng)始人Martin Eichenhofer，在攻讀博士學(xué)位期間，就了解到普渡大學(xué)關(guān)于復(fù)合材料工作的研究成果。

Eichenhofer說：“當(dāng)我聽說Byron Pipes博士領(lǐng)導(dǎo)的新復(fù)合材料制造和模擬中心時，我就聯(lián)系了他，向他介紹了我們在9T的工作情況。這激發(fā)了他的好奇心，我們共同發(fā)現(xiàn)了一個在先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料方面合作的機(jī)會。所以，能與這樣一位杰出的人和專業(yè)的復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)合作是一種榮幸�！�

Pipes博士評論說：“我們之所以選擇與9T合作，因?yàn)槲覀兿嘈潘麄兊?D打印融合技術(shù)是制造業(yè)的未來�！�

普渡大學(xué)增材制造助理總監(jiān)Eduardo Barocio博士也評論說：“我們正在與9T一起開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)，具有提高成型部件強(qiáng)度性能的巨大潛力，而無需降低制造速度�！�

除了AFT混合解決方案，為多個重要行業(yè)帶來的實(shí)際應(yīng)用和潛力之外，使用該技術(shù)還具有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)性優(yōu)勢。零浪費(fèi)方法、回收熱塑性塑料的可能性以及對零件性能的積極影響，重量比金屬基至少輕50%，這使得AFT技術(shù)成為非常有吸引力的新興技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

就在今年2月份，9T在A輪融資中獲得了1700萬美元（約1.23億人民幣）的支持。這些投資皆在支持將該公司的3D打印碳纖維復(fù)合材料零件的能力商業(yè)化。