碳纖維復合材料3D打印技術取得巨大突破！

魔猴君  行業資訊   932天前

導讀：幾年前，僅僅能夠在國防和航空航天制造中，使用3D打印技術就足以具備行業競爭優勢。這些公司悄悄地對材料和工藝進行了認證，并利用這些技術在平臺能力、重量或減少有效載荷等方面與競爭對手拉開差距。

△諾斯羅普·格魯曼機械技術員Justin Eglitis，通過3D打印技術制造一個原本不可能完成的設計方案

今天，當增3D打印技術和材料逐漸站穩腳跟時，我們將看到國防、航空航天和太空領域的用例急劇增加。事實上，近十分之九的參與者表示，他們預計未來幾年內的3D打印使用量至少會翻一番。2022年9月13日，美國航空航天和國防制造商諾斯羅普·格魯曼（Northrop Grumman）集團報告稱，已在碳/碳復合材料3D打印技術上取得了重大突破。該工藝使該公司能夠大規模生產連續纖維增材制造復合材料，據稱這在增材制造領域是“史無前例的”。

△諾斯羅普·格魯的下一代隱身轟炸機

未來航空航天必不可少的先進材料

關于碳/碳復合材料(c-c composite or carbon-carbon composite material)是碳纖維及其織物增強的碳基體復合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高強度、高比模量、高導熱性、低膨脹系數、摩擦性能好，以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩定性高等優點，是如今在1650℃以上應用的少數備選材料，最高理論溫度更高達2600℃，因此被認為是最有發展前途的高溫材料之一。碳/碳復合材料由于其獨特的性能，已廣泛應用于航空航天、汽車工業、醫學等領域，如火箭發動機噴管及其喉襯、航天飛機的端頭帽和機翼前緣的熱防護系統、飛機剎車盤等。

諾斯羅普·格魯曼武器系統公司副總裁兼總經理Dan Olson說：“我們正在開創一種快速、免工具的制造工藝，用于制造航空級連續纖維集成復合結構，制造業的這種進步將比傳統方法更快地為戰場帶來能力，并確保我們的部隊，擁有最新技術和先進武器，來應對現有和未來的武裝威脅。”

△SCRAM系統打印復合發動機管道 

新工藝SCRAM更具成本和時間優勢

該小組開發的技術，被稱為可擴展復合增材制造（SCRAM）。這是真正的六軸連續纖維工業3D打印設備，專為生產集成復合結構而設計。然后，這些結構經過專有的制造工藝并轉化為碳/碳結構，為滿足需要復雜、近凈形狀耐高溫材料的設計需求。因此，該公司需要這些復雜的耐熱形狀來制造高超音速和其它高速武器。該小組已經利用SCRAM獲得了多項專利。這項技術省去了很長的工作步驟，包括復合材料的原位固化。該公司說，這 "極大地改變了高溫復合的成本模式"。

△該公司開發的國防無人機MQ-4C Triton

此外，雖然以前的碳/碳制造技術是需要大量的人力和物理，但SCRAM工藝使用過程自動化，將成本和生產時間降低了多達50%。此外，過程自動化為生產的組件的質量一致性提供了可衡量的改進。它們最近與白宮政府一起實施了AM Forward計劃，并表示：“3D打印可極大提高航空航天制造商的靈活性，因為傳統的鑄造和鍛造工藝通常是資源密集型和時間密集型的。而它是尖端的生產技術，對美國的全球競爭力和制造業彈性至關重要。”

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/43312.html