航空航天連續(xù)碳纖維3D打印技術

2024年5月27日，

美國伊利諾伊大學香檳分校（UIUC）最近安裝了Continuous Composites的CF3D Enterprise系統(tǒng)，這是一種先進的3D打印技術。該系統(tǒng)的引入旨在加速航空航天領域所需的大型輕質結構復合材料的研究和生產。這標志著Continuous Composites首次將它的連續(xù)纖維3D打印機安裝在學術界之外的機構，顯示了該技術在學術和工業(yè)界的廣泛應用前景。

Continuous與UIUC的獨特合作

工程學創(chuàng)始人Jeff Baur教授是伊利諾伊大學香檳分校航空航天工程系（AE）復合材料加工和增材制造實驗室的負責人，同時也是Beckman研究所自主材料系統(tǒng)小組的成員。在超過25年的空軍服役后，去年Baur加入了Beckman學院。

Baur教授說：“這是一項改變游戲規(guī)則的復材技術，因為它可以制造出形狀復雜的結構，其機械性能接近傳統(tǒng)的航空航天復合材料。目前，制造高性能復合材料的方法是手工鋪設填充樹脂的織物或纖維，然后在熱壓罐中長時間加熱處理制作而成?，F(xiàn)在，我們使用機器人鋪設纖維，將其快速固化成型，所需的時間僅為原來的一小部分。盡管已經取得了一些成就，但仍然需要繼續(xù)努力和投入大量的技術研究和工作。”

CF3D Enterprise打印機是UIUC與Continuous Composites公司之間獨特的產學合作項目之一。Baur教授表示，與Continuous Composites公司簽訂的協(xié)議將為他的實驗室提供耗材、技術支持和硬件更新。作為回報，他表示：“我們將免費、公開地向它們反饋我們使用設備的經驗，以便它們?yōu)槲磥淼目蛻糇龀龈倪M?！?/p>

另外，Baur舉例說明了3D打印技術如何在老舊部件使用壽命結束時解決可持續(xù)性問題。由于大多數(shù)熱固性復合材料的耐久性，很難將昂貴的纖維從樹脂基體中回收，然后再循環(huán)或再利用。例如，風力渦輪機葉片等大型復合材料結構的使用壽命為30年，然后被埋入垃圾填埋場。

通過最近獲得能源部資助的一個名為RE-MAT的中心（由UIUC通過Beckman研究所領導），研究人員正在設計一種新型樹脂，在適當?shù)臈l件下，可以使纖維和樹脂變得可回收，兩者都可重復使用。因此，添加先進3D打印復合材料設備可以加快對這些新材料的評估和開發(fā)，實現(xiàn)熱固性復合材料的循環(huán)經濟。