连续碳纤维增强复合材料近年来被大量应用于航空航天业。由于超额重量会直接导致大量燃料消耗支出,连续碳纤维3D打印为大幅度的减重提供了新思路,尤其受到航空航天业界青睐。

其实,早在Anisoprint 加入ESRIC专门服务于空间资源利用领域的商业项目启动计划SSP(见往期新闻)之前,2021年,Anisoprint团队早已设计打印过可运用于月球探测车的轻量化部件——该种月球探测车是在卢森堡大学月球实验室的模拟月球环境中组装和测试的。这一次,团队携新材料Clear PETG最新设计并打印出样品,与Smooth PA打印出的成品相比较,探索更多性能优化可能性,目标是进一步改进设计,以减少重量,提高效率。

时间回到2021年,团队使用Smooth PA+CCF进行纤维增强的设计,选择了最小填充密度(10%),这有助于把月球探测车的最大重量限制在4公斤——意味着该部件需要在100g以下。旧模型如图示。

这一次,团队测试了新材料Clear PETG + CCF,并尝试改变更多的几何形状以削减更多的非承重区域。新模型如图示。

如此一来,更大程度地降低了成本和材料的使用,同时也可以保证部件的完整功能。这对考虑因素集中在性能和成本的航空航天领域的应用至关重要。

我们可以看到Clear PETG与Smooth PA甚至更低密度塑料(LW-PLA)的比较,充分说明了,CFC共挤技术的核心优势之一是材料选择的灵活度。通过正确的设置和制备,大量塑料可以与连续纤维结合,从而表现出优异的物理性能,同时具有适中的质量和生产成本。

Anisoprint灵活材料选用

材料灵活性使得许多物理参数可以被改变:几何形状、密度、重量、抗拉强度、工作温度范围等。因此,可以控制零件的性能。通过多种几何形状、材料和性能的组合,用户能够选择实现所需的目标,所有这些都可自动化实现。如上面的两个例子,展示了两种不同材料和设计,它们带来不同的结果,因此用户可以灵活调整和选择,以提高效率和优化部件,同时削减成本和改善参数。

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