连续纤维材料的制造技术可以颠夏航空复合材料的结构生产模式

2019年3月。 吉克斯坦组委会是全球复合材料领域的顶级展览，在2019年颁发了3D打印创新奖。 其在连续纤维3D打印技术开发中的创新成果得到了认可。 连续复合材料公司是2012年世界上第一批具有连续纤维增强三维打印技术的公司。 自2014年推出第一台连续纤维3D打印机以来，该技术得到了迅速的发展和应用。 随着技术的逐步成熟和大规模推广，该技术可能会颠覆现有复合无人机低成本复合材料的生产模式。

中国航空新闻：2019年3月。 吉克斯坦组委会是全球复合材料领域的顶级展览，在2019年颁发了3D打印创新奖。 其在连续纤维3D打印技术开发中的创新成果得到了认可。 连续复合材料公司是2012年世界上第一批具有连续纤维增强三维打印技术的公司。 自2014年推出第一台连续纤维3D打印机以来，该技术得到了迅速的发展和应用。 随着技术的逐步成熟和大规模推广，该技术可能会颠覆现有复合无人机低成本复合材料的生产模式。

连续纤维3D打印技术综合利用工业机器人3D打印末端的原始位置检测、智能监控和机械学习等技术，快速传输沉积连续纤维增强体。 与传统的自动布线形成和融化沉积形成相比，基体树脂的浸渍和固化具有更高的自动化和灵活性。 典型的碳纤维/聚醚酮组件的开发周期可缩短到1≤30。 连续纤维3D打印机可由多个机器人组成，并可在机器人上增加多个三维打印机。 同时，打印头可以支持碳纤维Kefra玻璃纤维，甚至光纤和电线，使技术能够大规模生产复合材料组件。 您还可以打印高度复杂的几何形状或需要非常准确的关键部件。

目前，美国和欧洲三维打印技术开发商和机器人制造商开发了一系列先进的三维打印设备和制造技术。

Arevo开发了一种直接能量沉积，将热塑性预浸式丝束打印成零件(DED)。 空客资本参与了该公司的投资。 与传统的三维打印相比，DED工作单元由工业机器人激光加热打印头和旋转结构平台组成，使生产速度提高了100倍。 除了无人机机身机翼和其他航空部件外，Arevo还具有类似于无人机框架结构的自行车框架。 连续纤维3D打印技术将其开发周期从18个月缩短到18天。 该公司于2019年2月投入使用的新工厂有8个机器人工作单元，其中包括印刷本身(钻孔)和油漆预抛光(如钻孔)。 每天总共可生产8个大型零件。 该公司正在测试每个机器人操作多个打印头和每个工作单元来操作多个机器人，使生产率提高了三倍。 为了保持整个加速过程的质量和可重复性，采用原有的试验和机械学习技术安装多个传感器(测量高压变形)。 系统软件使用这些传感器数据来实时调整过程参数。 这样，当工作单元需要更快地运行时，可以保证沉积速率的加热和固化以及其他参数的最佳匹配。

美国铁路复合材料公司开发了一种由并联机器人模块化同轴挤出终端的高度定制的三维打印设备。 纤维并联机器人的生产速度是传统三维打印的100倍. 该技术的特点是它能适应几乎任何复合材料：3-48K丝带干燥和粘合纤维;塑料陶瓷或金属衬里，包括热固件/热塑料和碳化硅。 结合铜或铝线纳米材料，导电油墨或其他材料有助于实现多功能结构。 这使得无人机尤其适合于所有结构和功能组件。

意大利莫伊复合材料公司开发的连续纤维生产过程旨在解决使用热固体树脂进行三维打印的挑战。 并成功地利用环氧丙烯酸和乙烯基酯印刷连续玻璃纤维，以改善复合材料。 除碳纤维应用的固化机制外，紫外线固化方法的固化时间小于1秒。 该技术目前已在航空结构中得到应用。

南卡罗来纳大学麦克纳航空航天创新与研究中心的研究小组开发了熔长丝制造(FF)技术。 FF系统使用具有连续纤维沉积末端执行器的工业机器人平台，可提供7个自由度。 该技术适用于三种类型的应用：第一模具或芯轴成本较高的小批量航空结构，如具有特定高强度组件的无人机或小型飞机。 第二，其他制造方法不能产生所需强度质量比和刚度质量比的复杂结构，如加强网格;第三，印刷。 这是一种将零件插入到印刷过程中并完全嵌入到印刷零件中的技术，例如在印刷零件中嵌入射频识别芯片或电子传感器。 传统的自动丝束航空结构具有较低的集成性。该技术的亮点是使用热塑料制造复合材料。 这些结构可以显著改善铆钉紧固件和粘合剂每次再熔化。

2018年11月，荷兰首席执行官集团(Prime)推出了其高质量的大型连续纤维材料。 生产尺寸为2.4m、1.5m的三维打印机。 这是欧洲最大的3D打印机。 在制造过程中，打印机首先使用所需的热塑性树脂来预浸连续玻璃纤维或碳纤维，然后打印机将连续纤维与熔化的热塑性树脂颗粒结合起来。 它还可以包括一定比例的短切纤维，特别是在小批量生产中。 它还具有智能加热/冷却系统，可以通过热相机监测和实时调整。