收藏：11家碳纖維3D打印公司，高強度高模量

碳纖維是高強度、高模量新型纖維材料，是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌，再經碳化及石墨化處理而得到的。這種材料“外柔內剛”，質量比鋁還要輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕等優(yōu)異特性，在國防軍工和民用方面都有很高的應用價值。正因為具有如此優(yōu)異的特性，碳纖維這種材料在幾年前就進入到了3D打印的視野中。南極熊3D打印網頁收到過大量關于碳纖維3D打印的需求咨詢。

碳纖維可以提供與金屬相當?shù)膹姸�，但其重量卻非常輕，在需要考慮重量與強度比的行業(yè)，如航空航天、汽車、軌道交通等行業(yè)中有著廣泛應用前景。傳統(tǒng)工藝制造碳纖維過程十分復雜并需要大量人力勞動，采用3D打印技術無疑會使碳纖維復合材料的制造更為便捷，同時大大減少人工投入，下面是碳纖維3D打印的幾種主流技術。

1. 激光燒結技術
材料特點： 短纖增強尼龍、PEEK、TPU等粉末材料
工藝特點：以一定比例混合短切碳纖維和尼龍材料，通過激光燒結實現(xiàn)一體成型。

2. 多射流熔融技術
材料特點： 短纖增強尼龍、PEEK、TPU等粉末材料
工藝特點：通過燈管加熱，在助溶劑作用下零件截面匯集足夠熱量實現(xiàn)熔化成型。

3. FDM技術
材料特點：長纖增強PLA、尼龍、PEEK等絲材
工藝特點：通過FDM技術將長纖維填充進常規(guī)絲材中，起到增強作用。

此外，還有碳纖維編織、鋪疊等專業(yè)的碳纖維制造領域專用技術。

碳纖維材料和3D打印技術的結合可能對未來工業(yè)制造產生顛覆性影響。追根溯源，得先從兩者的獨特優(yōu)勢來說。碳纖維材料擁有其他材料沒有的性能：輕質、高強度、高導電性、高耐腐蝕性。而3D打印技術則能提供快速的設計迭代，制造出傳統(tǒng)工藝無法完成的復雜部件，還能讓設計更自由。碳纖維3D打印發(fā)展?jié)摿�巨大，然而就目前看，這項技術的大規(guī)模應用還有很長一段路要走。設備和材料的高昂價格、技術難題讓很多人望而卻步。

接下來南極熊就盤點一些有哪些碳纖維3D打印企業(yè)。

①Arevo Labs
Arevo Labs是一家集碳纖維3D打印硬件、軟件和材料開發(fā)的公司，曾研制出碳纖維與碳納米管加強型3D打印線材，開發(fā)了世界首個基于云平臺的智能AM軟件，能精確控制碳纖維方向。另外，該公司在2015年開發(fā)出一個基于FDM技術的機器人3D打印平臺，能使用碳纖維復合材料制造出超強部件。

AREVO于2018年5月份獲得1,250萬美元（8000萬人民幣）的B輪融資。Arevo的技術將3D打印、基于網絡的軟件和定制原材料結合在一起。 它使用安裝在機器人手臂上的“沉積頭”來碳纖維打印出自行車車架的三維形狀。 這項技術能夠讓Arevo以300美元的成本制造自行車車架。

憑借其新資本， Arevo希望將其軟件和制造工藝商業(yè)化，以生產高強度零件，特別是航空零件。  CEO  Miller說：“我們可以打印出你想要的尺寸，包括飛機的機身，碳纖維飛機的機翼�！�

②MarkForged
MarkForged是碳纖維3D打印企業(yè)中商業(yè)認可度最高的，該公司于2014年推出世界首款桌面級碳纖維3D打印機Mark One，能將打印速度提升90%，同時還比傳統(tǒng)工藝便宜70% 。據(jù)了解，該公司的專利3D打印技術主要依賴于其獨有的雙打印頭，其中一個擠出尼龍材料而另一個則擠出專用的增強材料。MarkForged又推出了它的升級版---Mark Two，性能比第一代設備更優(yōu)。

③Electroimpact
Electroimpact公司主要致力于為航空制造行業(yè)提供纖維布置（AFP）設備。具體來說，該設備能在大型復雜部件上高速鋪設復合碳纖維材料，速度可達2000英寸/分鐘。該技術能用于機翼、機身等大型飛機部件的制造。而為了進一步滿足航空制造的要求，該公司對其獨有的AFP設備作了加強改進，不僅速度得到了更快的提升，還增加了材料的兼容性。據(jù)了解，空客、波音等大型航空公司都是其客戶。

為了更好地滿足制造大型航空部件的需求，2016年該公司經過重新設計打造出了一款更強大的AFP設備。它是模塊化的，配有機械臂，能快速更換打印頭，有更長的工作軸和更快的材料沉積速度，還能使用更多種類的材料。目前，世界最大的飛機結構件供應商之一Spirit AeroSystems公司已經購買了兩臺這種新設備。此外，空客、波音、龐巴迪和巴西航空這些大公司也是該公司的客戶。

NASA 位于阿拉巴馬州的馬歇爾宇航中心，用于建造火星等載人航天器中的零部件購買過Electroimpact的3D打印設備�；�本工作原理和常見的3D 打印機類似，可以打印最寬近 8 米（26 英尺）的部件，這幾乎是航天器上零部件尺寸的上限了。比較核心的一點是 Electroimpact 開發(fā)的 Automated Fiber Placement（AFP，碳纖維自動放置）技術，最直接的效果是打印大型部件的速度，在不平整和復雜的表面上，它的打印速度可以達到 2000 英寸／分鐘，也就是 50 米／分鐘。

④Impossible Objects
mpossible Objects是一家美國3D打印公司，以復合碳纖維3D打印技術CBAM聞名，已經推出了采用此技術的首款3D打印機Model One。Impossible Objects推出了其革命性的碳纖維3D打印技術---CBAM，能打印碳纖維和玻璃纖維等材料，甚至宣稱可以制造出同類產品10倍強度的物件。CBAM技術的加工過程中需要向碳纖維層噴射粘合劑，另外后期的熱處理去除粘合劑的過程也必不可少。

憑借以上這些，該公司再次成功獲得資本青睞，在A輪融資中得到了640萬美元（約4217萬人民幣）。值得一提的是，如果算上之前的部分，該公司迄今為止得到的總投資額就超過了900萬美元（約5900萬人民幣）。

⑤EnvisionTEC
EnvisionTEC與2016年中推出SLCOM 1工業(yè)級復合材料3D打印機，該打印的核心技術是EnvisionTec擁有專利的SLCOM(selective lamination composite object manufacturing )技術。SLCOM可以用來加工玻璃纖維織物、碳纖維織物或其他品種的加強型芳綸纖維織物，可選擇使用尼龍6、尼龍11、尼龍12、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚碳酸酯和很多其他材料予以增強。適用于航空航天、汽車、消費品、體育用品和醫(yī)療領域潛在應用的高品質3D打印零部件的定制化。這些復合材料可度身定制，使其具備非凡的韌性、耐候性、減震性能、不易燃性、高耐磨性和高強度重量比。

⑥Stratasys
2018年8月，美國3D打印巨頭Stratasys正式發(fā)售價格實惠的碳纖維填充尼龍12材料專用增材制造系統(tǒng)，該工業(yè)級Fortus 380mc碳纖維3D打印機曾在今年3月首次亮相，目前已經面向全球市場正式出貨，國內售價53萬元人民幣（含稅）。

Stratasys預計，生產工具和夾具的企業(yè)，以及汽車、休閑運動裝備、海洋裝備、矯形器和假體、國防、航天、醫(yī)療器材、石油和天然氣等行業(yè)將率先使用Fortus 380mc CFE 3D打印機。


⑦AON3D
ON3D全新的AON-M2 3D打印機擁有“同類產品中最佳的溫度性能”，這款全新的3D打印機可以打印PEEK，Ultem和其他航空級熱塑性塑料（包括碳纖維填充型號），打印倉溫度可以達到120°C，AON3D認為這對于第一層粘合，減少零件翹曲以及改善層間粘合至關重要。打印噴頭的溫度可以加熱到450℃。

在尺寸方面，3D打印機具有455 x 455 x 635毫米（18 x 18 x 25英寸）的大型構建區(qū)域，可用于大型部件或批量作業(yè)的打印。其最大XY速度為500 mm / s，最大Z速度為100 mm / s，Z層高度為0.05 mm至0.5 mm，理論XY分辨率為0.025 mm。

⑧多巴科技
早在2016年，北京多巴科技自行研發(fā)出了適合家具行業(yè)使用的碳纖維3D打印機，可以打印出巨大的異形家具，而且打印速度（按照單位時間出料量）比普通FDM快50倍、相同體積比ABS/PLA等塑料輕15%、強度比普通ABS/PLA高300%。

2018年5月，中國鑄造協(xié)會第八屆會員代表大會暨第十四屆年會在北京開幕，多巴科技在本次展會上展示出的3D打印與銑削復合加工中心，該設備主要可以打印碳纖維復合材料和玻璃纖維符合材料，售價是96萬左右，制作木模具比傳統(tǒng)木模制造效率提升5-10倍，而成本降低50%。

⑨Cikoni
該公司開發(fā)出了一種名為AdditiveCARBON的混合制造技術，可以將碳纖維添加到3D打印過程中，從而制造出碳纖維增強結構。通過機器人支持的3D纏繞工藝來鋪放碳纖維，在3D打印基礎結構充當壓縮負載的情況下直接沿負載路徑實現(xiàn)連續(xù)的碳纖維增強。

這種混合技術能降低碳纖維3D打印件的制造成本并縮短制造時間。此外，它還能減少打印件的必要構建體積�？傮w而言，它十分適用于制造醫(yī)用假肢、飛機部件這樣“既需要盡量輕，又需要不同組件有明顯區(qū)別”的物品。

⑩斐帛科技
斐帛科技研發(fā)的高性能纖維增強復合材料增材制造（3D打�。┘夹g，打印的Cf/PLA復合材料抗彎強度達到了390MPa，是傳統(tǒng)PLA零件（48-53MPa）的7倍，性能與鋁合金相當，重量卻減少五分之二。

連續(xù)纖維增強復合材料輕質結構被廣泛應用在航天航空、高速列車和船舶等領域，然而傳統(tǒng)制造工藝無法對其一體化成型，周期長、成本高限制了復合材料輕質結構的應用，因此，該公司提出了基于連續(xù)纖維增強復合材料3D打印的復合材料輕質結構的一體化制造工藝，所制備的連續(xù)芳綸纖維增強PLA復合材料輕質結構，在纖維體積含量達到11%時，抗壓性能達到17MPa，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)制造方式的波紋輕質結構。

⑪Fortify數(shù)字復合材料制造

Fortify由東北大學的畢業(yè)生創(chuàng)立，“優(yōu)化復合材料的微觀結構”，“使優(yōu)化的復合材料易于制造�！笨偛课挥隈R薩諸塞州波士頓的公司開發(fā)了其專有的Flexprint技術，將磁性與數(shù)字光處理相結合（ DLP）準確地管理復合纖維的排列。

Fortify的聯(lián)合創(chuàng)始人兼業(yè)務開發(fā)副總裁Karlo Delos Reyes評論說：“這是一個激動人心的時刻，開展3D打印業(yè)務，我們認為我們擁有針對各種應用的差異化和引人注目的技術，我們很高興能夠在展會上展示并向更大的Formnext社區(qū)展示Fortify的數(shù)字復合材料制造�！�

△Flexprint 3D打印碳纖維部件，用于航空航天

如果你對碳纖維3D打印機感興趣，可聯(lián)系南極熊�；蛘咧苯犹顚懶枨�https://www.wenjuan.com/s/JZVzEj/

碳纖維打印的應用領域，挺多的