To selskaper i oppstartsfasen tar sikte på å gjøre karbon-fiber deler rimeligere ved å gjenoppfinne hvordan de er laget.
Hvorfor Er Det Viktig?
Den lille paletten av utskrivbare materiale begrenser potensialet i 3-D printing, eller additiv produksjon.
De tre objekter, laget av MarkForged, vise ulike punkter i prosessen. Den ferdige delen er en del av en racerbil spoiler.
En dag, carbon fiber kan leve opp til sine skudd og gjøre alle våre biler og fly med mer letthet og effektivt. I dag, men deler av materialet er svært dyrt, og brukes hovedsakelig i rase biler, high-end sportsbiler, og nye jetliners. Noen entreprenører er nå satser på at nøkkelen til å gjøre karbon-fiber deler mye billigere og mer utbredt, er 3-D printing teknologi.
Fordelene av karbon fiber er så stor—deler laget av det kan være så sterkt som aluminium dem mens du veier mindre—at “alle som har råd til det” allerede bruker det i romfart og automotive-programmer, sier Greg Mark, administrerende DIREKTØR og grunnlegger av Cambridge, Massachusetts-basert oppstart MarkForged. Men det er altfor dyrt for den vanlige, og en stor årsak til dette er måten det er gjort: en komplisert, arbeids – og tidkrevende prosess med mange trinn som må gjøres for hånd (se “Hvor er Rimelig Karbon-Fiber Bil?”). Mark sier den nye prosessen hans selskap har utviklet er så enkelt som å designe del på datamaskinen, er å trykke på en knapp, og henter ut en del flere timer senere.
Mark Ett-skriveren legger ned polymer-og karbonfiber lag.
Øverst: En bil kald luft inntak laget av Umulige Objekter.
Nederst: En drone propell laget via prosessen Umulig Objekter har utviklet.
Muligheten til å skrive ut karbon-fiber deler vil lage 3-D printing mye mer nyttig for mange bransjer, ifølge Robert Swartz, leder, grunnlegger og chief technology officer for Chicago-baserte oppstart Umulig Objekter. De fleste av plast deler laget ved hjelp av eksisterende 3-D printing technologies ikke presterer bra nok til å brukes, sier i en drone. “Det er et reelt behov for funksjonalitet,” sier Swartz, og som krever bedre materialer.
Teknisk, karbon-fiber delene er laget av kompositt materiale som er produsert av nettopp å kombinere karbonfiber med en polymer. Å gjøre en karbon-fiber kompositt med en 3-D printer er utfordrende fordi carbon fiber er ikke bidrar til å konvensjonelle skrive hoder. (Som Mark sier det, materialet “tresko i helvete ut av” dem.)
MarkForged fikk rundt dette ved å finne opp en helt ny “forløper” materiale som kan skrives ut via en proprietær skrivehodet. Selskapets første produkt, en skriver som heter Mark, som koster $5,499, har den nye print hodet så vel som andre, mer tradisjonelle som extrudes en termoplastisk polymer. Hvert lag av en trykt del inneholder en foreskrevet kombinasjon av termoplast og karbonfiber.
Umulig Objekter utviklet en prosess som unngår trenger du å skrive ut karbon fiber. I stedet, det begynner med ark av karbon fiber. På toppen av hvert ark, en blekkskriver innskudd en klar løsning på en presis utforming, i henhold digital instruksjoner. Polymer-pulver er lagt til, og det holder seg til den trykte design. Arkene er stablet og oppvarmet, noe som fører polymer for å smelte og bånd til fiber. En siste sandblåsing trinn fjerner deler av fiber ark som ikke er bundet til polymer. Umulig Objekter gjør deler for å bestille, og å utvikle en maskin det kunne selge til bedrifter som ønsker å bruke prosessen til å lage sine egne deler.
Umulig Objekter bruker en blekkutskrift av hodet for å skrive ut design på toppen av karbon-fiber ark.
Sandblåsing fjerner overflødig karbon fiber.