연속 섬유 제조는 3D 프린팅과 AFP 사이의 경계를 모호하게 만듭니다

연속 섬유 제조(CFM)는 moi 복합 재료(이탈리아 밀라노)에서 특허를 받은 3D 프린팅/연속 섬유 증착 공정입니다. 이 회사는 2018년 2월 재료 엔지니어이자 교수인 Marinella Levi, 디자인 엔지니어 Gabriele Natale 및 건축가 Michele Tonizzo에 의해 설립되었습니다. Levi가 Politecnico di Milano에 설립한 협업 3D 프린팅 허브인 +LAB에서 분사되었습니다.

CFM은 2015년에 특허를 받았고 Kuka 산업용 로봇을 사용하여 연속 유리 섬유/에폭시 프로펠러 블레이드를 인쇄하는 Atropos 프로젝트를 통해 2016년에 시연되었습니다. 블레이드는 내부 트러스와 외부 쉘이 특징으로 다축 라미네이트(0°, 45° 등)와 비선형 축을 따른 섬유 배치를 모두 보여줍니다. Moi 복합 재료는 1.0 × 0.5 × 0.8m 높이 빌드 엔벨로프를 가진 Comau 로봇을 사용하여 2세대 시스템을 개발했습니다. 공동 설립자인 Tonizzo는 "우리는 또한 회전 테이블과 더 큰 빌드 볼륨이 있는 더 큰 로봇을 사용하여 우리 기술을 쉽게 확장할 수 있음을 보여주었습니다."라고 말했습니다. "현재 우리는 에폭시, 아크릴 및 비닐 에스테르에서 UV 경화로 인쇄할 수 있습니다. 그러나 우리는 UV 경화에 얽매이지 않습니다."라고 그는 말합니다. 최대 2400 tex의 유리 섬유와 현무암 섬유는 모두 매우 잘 인쇄되었으며 moi 복합 재료는 이제 UV 경화 수지가 아닌 탄소와 함께 작동합니다. 이 회사는 또한 전기 전도성 섬유로 인쇄할 수 있으며 주로 유리 섬유를 사용하여 생물 의학, 해양, 석유 및 가스, 항공 우주 응용 제품을 위한 부품을 생산하고 있습니다. 또한 섬유, 센서, 절단 메커니즘 및 밀링 도구에 압력을 가하는 시스템을 갖춘 3세대 올인원 프린트 헤드를 개발하고 있습니다. Tonizzo는 이것이 3D 프린팅과 자동 섬유 배치(AFP) 사이의 격차를 좁힐 것이라고 말합니다. “3D 프린팅은 AFP의 성능을 달성하지 못하지만 CFM은 더 많은 유연성을 제공합니다. 우리는 이미 0.25mm 두께의 섬유로 인쇄할 수 있으며 곡선을 만들고 연속 섬유를 이상적인 위치에 배치할 수 있습니다.”라고 덧붙였습니다.

하이브리드 처리는 moi 복합 재료가 이미 탐구한 개념이며, 그 성공 중 하나는 우수한 경량, 저굴곡 하지 의수입니다. 보철물은 인쇄된 연속 유리 섬유 내부 코어로 만든 다음 수작업 레이업, 진공 백 전용 경화 탄소 섬유 직물 및 에폭시 스킨으로 피복됩니다. Tonizzo는 "전체 디자인이 편향을 줄이고 사용자 정의를 증가시키면서 비용과 생산 시간을 크게 줄입니다."라고 말합니다.

이 최적화의 일부는 응력 및 경로 최적화를 위한 moi 합성 알고리즘과 함께 Autodesk 소프트웨어를 사용하는 디지털 설계 및 워크플로를 통해 생성됩니다. 이것이 구조적 하중과 섬유 증착 공정 모두에 최적화된 섬유 경로를 생성하는 것입니다.

CFM은 조정 가능한 탄성 응답이 있는 3D 인쇄 충전 패턴 및 콘크리트처럼 거동하는 지오폴리머와 같은 새로운 매트릭스로 인쇄를 포함하여 +LAB에서 탐색한 다양한 재료 및 설계 혁신에 열려 있습니다. moi 합성물이 계속해서 CFM 기술을 발전시키면서 프린트 헤드와 기계를 판매하게 될까요? "예, 하지만 미래에는"라고 Tonizzo는 말합니다. “지금은 주문형 부품 솔루션을 실현하기 위해 노하우, 프린트 헤드 및 소프트웨어를 사용하여 부품을 생산하고 고객 시설에 기술을 제공하고 있습니다. 우리는 또한 상업적 시장 기회를 위해 CFM 기계와 프로세스를 더욱 확장할 투자자를 찾고 있습니다.”

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