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研究人員開發(fā)出新型3D打印機，可用于碳纖維部件生產(chǎn)
?圖為9T實驗室團隊的成員，從左至右依次為Giovanni Cavolina,，F(xiàn)ilippo Kusch，Sel?uk Ercan和Martin Eichenhofer, 最前方靠近3的打印機的為Chester Houwink。圖片來源：9T實驗室
????????三名瑞士聯(lián)邦理工學院(ETH)的校友開發(fā)出了一種新型3D打印機，能夠利用碳纖維復合材料制造零部件。ETH的下屬部門9T實驗室為輕量型高強度零部件的制造和利用帶來了新的可能。
????????碳纖維增強塑料(CFRP，通常簡稱為碳)是制造更輕更強產(chǎn)品的不二之選，無論是飛機、一級方程式賽車和山地自行車，還是機器人、醫(yī)療器械和醫(yī)用植入物，它無處不在又無所不能。它的強度比鋼還要高，但重量只有鋼的1/5，這讓它在全球市場上廣受歡迎。
????????然而這種材料也不是完美的，由于制造成本高昂且制造周期長，因此比起鋁或者鋼鐵，它的價格太過昂貴。這種復合材料是將碳纖維和塑料組合加工而成的高強度耐用材料。使生產(chǎn)成本居高不下的原因之一是每一個部件都需要一個單獨的模具。
????????無模碳部件的生產(chǎn)
????????ETH的下屬部門9T實驗室找到了一種新的碳部件生產(chǎn)方法：即開發(fā)一種3D打印機來生產(chǎn)碳纖維復合部件。這種方法舍棄了傳統(tǒng)制造中笨重的模具，在電腦上使用專用軟件設計想要制造的部件，再用3D打印機直接打印出來。塑料和碳纖維將在打印機中結(jié)合在一起，然后通過擠壓的方式使這些混合材料通過加熱后的噴嘴。
????????9T實驗室的創(chuàng)始人之一Giovanni Cavolin介紹道：“我們將3D打印技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢與碳纖維復合材料的優(yōu)越性能結(jié)合在了一起。首先，這項新技術(shù)不僅克服了碳纖維復合材料成本過高的缺點，還使得整個生產(chǎn)過程大大減少了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期。另外，這項新技術(shù)還可以用來制造衛(wèi)星天線或義肢等形狀復雜的部件。此外還有一個不是特別重要的優(yōu)點，這種技術(shù)可以節(jié)省材料，減少資源浪費。
????????9T實驗室的三位創(chuàng)始人均為ETH校友，分別為Martin Eichenhofer (30歲), Giovanni Cavolina (歲) 和 Chester Houwink (歲)。在四年前在Paolo Ermanni教授領導下的復合材料和自適應結(jié)構(gòu)實驗室進行研究工作時，Eichenhofer首次萌生了創(chuàng)業(yè)的想法。而這個想法在2018年初得以實現(xiàn)：Eichenhofer得到了30萬法郎的資金支持，于今年1月份成立了一家股份公司。歐洲空間局還邀請這件年輕的公司加入孵化中心，該中心不僅提供額外20萬法郎的資金，還提供了一個良好的工業(yè)網(wǎng)絡。
????????正在撰寫博士論文的Eichenhofer表示：“我們生產(chǎn)的碳纖維部件在許多其它方面都有著潛在用途，此外我們還進一步擴大了這種材料的應用范圍，因此業(yè)界對它表現(xiàn)出了很大的興趣。”而Cavolina則補充道：“我們認為，對于企業(yè)來說，面向市場是很重要的。因此，我們希望盡快將產(chǎn)品推向市場，這樣我們才能從市場上得到有用的反饋。”
????????3D打印系統(tǒng)將于明年準備完成
????????一個軟件與硬件裝備齊全的完整打印系統(tǒng)將于明年初準備好進行beta測試。此后，如何以正確的順序?qū)⒎仗峁┙o正確的部門將是他們最需要考慮的事。9T實驗室希望首先將服務提供給從事研究和開發(fā)的客戶，比如大學和技術(shù)學院。Cavolina 解釋道：“我們希望從這些客戶那里得到良好的技術(shù)反饋，從而幫助我們不斷改進產(chǎn)品。”
????????工程師們目前正在對3D打印機的原型機進行微調(diào)。這家初創(chuàng)公司目前仍被位于蘇里西-西城區(qū)科技園的辦公場所。但這種情況很快就能得到改變，因為這家年輕的公司正在迅速擴張，并不斷招募新員工。包括實習生在內(nèi)的8名員工目前正在9T實驗室工作，另外還將有4名員工在今年加入。
????????Cavolina認為，把團隊凝聚在在一起是一項重大的挑戰(zhàn)。他表示：“要找到優(yōu)秀的軟件和硬件工程師并不容易。”這也是他投入大量的時間和精力來招募新員工的原因。正如他一直所說的那樣，“我們需要真正優(yōu)秀的人才來確保產(chǎn)品能夠滿足市場需求。”
