碳纤维复合材料是很多碳纤维丝束按照一定的方向排布,然后将它们与树脂、陶瓷、金属等基体混合连接在一起构成的材料。与传统的金属材料相比,碳纤维复合材料具有密度小、比强度/比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳、耐高温、便于设计、易于大面积整体成型加工等优点。
如今,3D打印碳纤维复合材料的市场开始发力批量制造,Arris Composites与空中客车公司合作进行复合材料研究,以减轻客舱支架。
可持续的发展前景 复合材料的3D打印发展有三大趋势,一是将看到流程和系统的工业化,硬件与软件发展的结合将更加支持大批量生产。二是对系统进行更多的传感控制,以实现实时过程控制-热,尺寸和光学传感可提高过程公差。三是用于提高3D打印操作效率的新软件(例如,预处理工作流程,作业管理等)更加成熟,从而更深入的用于多材料零件的新设计和仿真。
可持续航空旅行业发展 来自美国加利的Arris Composites透露了与空中客车公司的一项研究项目,该项目专注于机舱支架的生产。该项目旨在通过利用创新的制造方法和材料(包括复合材料)来使得航空排放量的显着减少。
据Arris Composites称,将金属支架(220 克)替换为拓扑优化、对齐的连续纤维复合材料部件(50 克),重量减轻了75% 以上。重量的减轻也转化为高度优化的燃油节省,因为数百个这样的支架是一架飞机的一部分。
如果放到更大的视角来看减重的意义就更大了,假如一年制造100架飞机,每架飞机配备 500个支架,加上5万个重量更轻的支架,这有助于在整个飞机的生命周期中节省 1.13亿公吨的燃油,并减少 3.57亿公吨的二氧化碳排放量。
根据空客,仿生学设计、拓扑优化设计和先进复合材料是未来,Arris Composites将3D打印的优势与复合材料的优势相结合,正在帮助业界将这些设计和材料理想结合起来,以制造飞行的未来。
此外,Arris Composites的增材成型技术结合了增材制造和高速压缩成型工艺,将对更换零件和未来的飞机结构产生巨大影响,证明减少碳排放是可能的。空客本身致力于探索这样的技术途径,以支持为子孙后代实现更可持续的航空旅行的愿景。 |