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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
?圖為9T實驗室團隊的成員，從左至右依次為Giovanni Cavolina,，Filippo 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
????????ETH的下屬部門9T實驗室找到了一種新的碳部件生產方法：即開發(fā)一種3D打印機來生產碳纖維復合部件。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打印技術的技術優(yōu)勢與碳纖維復合材料的優(yōu)越性能結合在了一起。首先，這項新技術不僅克服了碳纖維復合材料成本過高的缺點，還使得整個生產過程大大減少了生產成本和生產周期。另外，這項新技術還可以用來制造衛(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構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：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)網絡。
????????正在撰寫博士論文的Eichenhofer表示：“我們生產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，如何以正確的順序將服務提供給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，比如大學和技術學院。Cavolina 解釋道：“我們希望從這些客戶那里得到良好的技術反饋，從而幫助我們不斷改進產品。”
????????工程師們目前正在對3D打印機的原型機進行微調。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)秀的人才來確保產品能夠滿足市場需求。”
