Två startups syftar till att göra kolfiber delar billigare genom att återuppfinna hur de är gjorda.
Varför Det Är Viktigt
Den lilla palett av utskrivbara material begränsar potentialen för 3-D printing, eller additiv tillverkning.
De tre objekt, som gjorts av MarkForged, visa på olika punkter i tryckprocessen. Den färdiga delen är en del av en racerbil spoiler.
En dag, kolfiber kan leva upp till sin hype och göra alla våra bilar och flygplan mer lätt och effektiv. Men i dag, delar som är tillverkade av material som är mycket dyra och används främst i race bilar, high-end sportbilar och nya jetliners. Vissa företagare är nu satsar på att nyckeln till att göra kolfiber delar mycket billigare och mer utbredd är 3-D printing technology.
Fördelarna med kolfiber är så stora—delar av det kan vara så starkt som aluminium och kära samtidigt som väger mindre—som “vem som helst som har råd med det” är redan använder det inom flyg-och bilindustrin, säger Greg Mark, VD och grundare av Cambridge, Massachusetts-baserade start MarkForged. Men det är för dyrt för den vanliga, och en stor anledning till att det är så det är gjort: en komplicerad, arbets – och tidskrävande process med många steg som måste göras för hand (se “Var är Prisvärda Carbon-Fiber Bil?”). Mark säger den nya processen hans företag har utvecklat är så enkelt som att designa en del på datorn, trycka på en knapp, och hämta en del flera timmar senare.
Markera En skrivare fastställs polymer och kolfiber lager.
Topp: En bil kall luft intag som görs av Omöjligt Objekt.
Botten: En drone propeller via processen Omöjligt Objekt har utvecklats.
Möjlighet att skriva ut kolfiber delar kommer att göra 3-D printing mycket mer användbar för många branscher, enligt Robert Swartz, ordförande, grundare och chief technology officer för Chicago-baserade start Omöjligt Objekt. De flesta av de plastdetaljer som är tillverkade med hjälp av befintliga 3-D printing technologies utför inte tillräckligt bra för att användas, säger i en drönarattack. “Det finns ett verkligt behov av funktionalitet, säger Swartz, som kräver bättre material.
Tekniskt, kolfiber delar är tillverkade av komposit material som producerats av just kombinera kolfiber med en polymer. Att göra en carbon-fiber komposit med en 3-D skrivare är utmanande eftersom kolfiber inte bidrar till konventionella skrivhuvuden. (Som Mark uttrycker det, materialet “träskor skiten ur dem”.)
MarkForged fick runt detta genom att uppfinna en helt ny “föregångare” – material som kan skrivas ut via en egenutvecklad skrivhuvudet. Företagets första produkt, en skrivare kallas Mark, som kostar $5,499, har den nya skrivhuvudet och en andra, mer traditionella, som extrudes en termoplastisk polymer. Varje lager av en tryckt del innehåller en bestämd kombination av termoplast och kolfiber.
Omöjligt Objekt utvecklat en process som gör att du inte behöver skriva ut kolfiber. I stället, det börjar med blad i kolfiber. På toppen av varje ark, en bläckstråleskrivare insättningar en klar lösning i en exakt design, enligt digital instruktioner. Polymer pulver läggs till, och det sticker till tryckta design. Arken är staplade och uppvärmda, vilket polymer för att smälta och bond till fiber. En sista sandblästring steg tar bort delar av fiber lakan som inte är bundna till polymeren. Omöjligt Objekt som gör delar till ordning, och håller på att utveckla en maskin som man kunde sälja till företag som vill använda processen för att göra sina egna delar.
Omöjligt Objekt använder en bläckpatron huvudet för att skriva ut mönster på toppen av kol-fiber ark.
Sandblästring tar bort överflödigt kolfiber.