碳纤维增强复合材料及其它们在制造中的应用,被认为是一种清洁能源技术。因为它们是一种轻量化的材料,如果用于制造汽车零部件,将能够降低能耗。有关数据表明,当这类材料为汽车减少10%的重量时,汽车的燃油经济性就会提高6%-8%。

工业级3D打印企业Stratasys 在成熟的工业熔融沉积成型(FDM)3D打印设备基础上推出了更为经济的Fortus 380mc CFE(Carbon Fiber Edition)系统,这一设备是专门为对于碳纤维增强材料3D打印的成本更为敏感的工业用户而推出的,适用于汽车、航空航天、运动装备、医疗器械等领域。

可用于轻量化夹具、零部件制造

Stratasys 是最早提供碳纤维增强复合材料增材制造技术的公司之一。但随着市场上制造业用户对于碳纤维复合材料3D打印应用需求的增长,用户对于更为经济的碳纤维复合3D打印解决方案的需求也在增长,针对这一市场需求,Stratasys 推出更经济的碳纤维复合材料3D打印设备Fortus 380mc CFE,该设备可制造尼龙12碳纤维材料,并兼容ASA热塑性塑料。

尼龙12碳纤维材料的增材制造典型应用包括:

零部件功能原型
零部件的短期小批量生产
制造轻量化的夹具
替代金属材料,制造高强度轻量化零部件

Stratasys Fortus 380mc CFE碳纤维复合材料3D解决方案适用行业包括:汽车制造、休闲运动装备,海洋装备,假肢和矫形器制造,医疗器械,航空航天,以及能源行业。

拓展工业应用 Stratasys推出更经济的碳纤维复合材料3D打印设备-复合材料网

著名赛车车队Team  Penske 在赛车快速迭代与最终零部件制造中应用了Stratasys 的3D打印技术,其中包括尼龙12碳纤维材料3D打印。

拓展工业应用 Stratasys推出更经济的碳纤维复合材料3D打印设备-复合材料网

图片来源:Stratasys

Team  Penske 车队在制造IndyCar 和 NASCAR两款赛车时都应用了Stratasys的尼龙12碳纤维材料3D打印技术。最近Team  Penske为其NASCAR赛车制造了尼龙12碳纤维3D打印后视镜外壳。

拓展工业应用 Stratasys推出更经济的碳纤维复合材料3D打印设备-复合材料网

图片来源:Stratasys

该外壳具有高抗冲击性和高刚度,并且重量轻。这种碳纤维增强尼龙材料的刚度在制造薄壁零部件时有着特有优势,用它们制造的零部件在空气动力载荷下不会弯曲变形。

与典型的碳纤维增强注塑零部件类似,Stratasys的尼龙12碳纤维材料含有35%的碳纤维比(按重量计)。

Fortus 380mc CFE 3D打印系统可生产具有可重复尺寸精度的零件,零件不会出现明显的翘曲或收缩,并且会保持严格的公差。Stratasys 表示,Fortus 380mc CFE 的优势包括,X/Y轴上具有更高强度,在温度高40%的情况下保持机械强度,打印速度更快。

Fortus 380mc CFE 的打印层厚为0.254毫米。在制造ASA 热塑性塑料材料时打印层厚可以为0.254毫米或0.127毫米。 3D打印机的构建室尺寸为355 x 305 x 305 mm,零件的支撑材料为水溶性材料,无需手工去除。

3D科学谷Review

对于制造业来说,碳纤维增强材料是一种重要的复合材料,这种材料可以提供与金属相当的强度,又非常轻,碳纤维在需要考虑重量与强度比的行业包括航空航天、汽车领域都有广泛的应用前景。

在3D科学谷看来,打印技术与材料的配合或将推动碳纤维材料在汽车领域的应用,尤其是新能源汽车的应用,因为轻量化是新能源汽车的一大需求。

根据盖世汽车网,国家发改委批复了15家新能源车企,包括北汽新能源,而北汽新能源2017年的成绩单是103,199辆汽车,同比增长98%,是国内首家年产销超过十万辆的纯电动车企。其他家包括长江汽车、前途汽车、奇瑞新能源、敏安汽车、万向集团、江铃新能源、金康新能源、国能新能源、云度新能源、兰州知豆、河南速达、浙江合众、陆地方舟、江淮大众。值得一提的是,前途汽车的K50采用了大量碳纤维和铝合金材料。当然,售价也不菲,在70万左右。