生产发电机组件！Continuous Composites与Siemens Energy合作

导读：Continuous Composites的CF3D结合了连续纤维增强和热固性树脂技术，自发布以来似乎特别受到青睐。2021年4月，Continuous Composites为美空军和航空公司制造机翼。如今，也开始使用CF3D制造发电机组件了。

△视频：无支撑连续纤维3D打印

南极熊获悉，复合材料增材制造商Continuous Composites于2021年5月11日宣布成功利用连续纤维3D打印（CF3D®）技术为世界领先能源技术公司Siemens Energy制造发电机组件。Continuous Composites通过使用与Arkema旗下Sartomer合作开发的N3xtDimension热固性玻璃纤维增​​强聚合物（GFRP）材料，能够在更高温度下展现更好的机械性能。

△Continuous Composites使用CF3D打印技术生产Siemens Energy发电机零件

发电机部件通常使用金属铸造工艺，价格昂贵并且交货时间长。通过利用CF3D和GFRP材料，Continuous Composites声称将制造成本降低了5倍，交货时间从8-10个月缩短至3周，并节省了100万美元（约643万人民币）的长期停机能源，还大大减少了零件重量和材料浪费。

△CF3D打印过程与Arkema的N3xtDimension树脂结合使用。

Siemens Energy首席技术开发工程师Joel Alfano博士称，利用3D打印复合材料替换金属发电机组件能够突破能源行业面临的制约因素，而CF3D®技术正在使之成为可能。

△Sartomer的N3xtDimension液态树脂

N3xtDimension热固性树脂

N3xtDimension液态树脂是ContinuousComposites及材料合作伙伴Arkema旗下的Sartomer共同开发的高温CF3D®热固性聚合物，可以打印传统复合材料技术无法制造的大型复杂零件。材料的玻璃化温度（Tg）为227°C，在高于Tg温度下强度损失最小，可以结合不同的结构纤维：碳纤维、玻璃纤维、Dyneema和芳族聚酰胺。使用CF3D®技术打印复合材料的纤维体积分数（FVF）大于50％，空隙率小于1.5％。两家公司正在努力开发一个UV库，收集一系列机械性能良好的可固化树脂。

△GFRP：42％FVF，0.1％空隙，嵌入式铜

CF3D技术

CF3D®是一项专利技术，将高性能连续纤维与快速固化的热固性树脂相结合，可以经济地制造复杂的复合结构。这项技术从连续的干纤维开始，同时用末端执行器原位浸渍热固性树脂。挤出后立即固化纤维+树脂的混合材料。末端执行器由专用软件驱动的运动平台移动。零件经过精确打印，并使用连续纤维进行了优化，以实现最高性能。整个技术包括必要的硬件、材料、软件和运动平台。

△CF3D技术详细视频

• 使用任何连续纤维（包括芳族聚酰胺、玻璃（GF）和碳纤维（CF）、铜、镍铬合金线和光纤）进行3D打印。
• 使用紫外线固化的热固性树脂，可实现高速和不受支撑的打印。
• 实现无模、高压釜外复合材料制造和负载路径优化。
  

△Continuous Fiber 3D Printing

据南极熊了解，发电机的原理是将旋转机械能转化为电能，利用磁场和导体之间的运动产生电流。尽管大多数电站仍然使用化石燃料来进行驱动，但越来越多的新能源（例如核电和可再生能源）也在慢慢加入。虽然目前西门子尚未公布将在多大比例上用复合材料替代发电机的金属零件，但这是一个好的开始。相信随着技术和更多测试的进行，3D打印与能源领域将会结合的越来越紧密。

参考阅读：

1. 为美空军和航空公司机翼展示连续纤维打印CF3D技术，Continuous Composites
2. Continuous Composites and Siemens Energy Develop HighPerformance Materials for Power Generators
3. Igniting Industries Through Strategic Partnership
4. N3xtDimension® solutions for 3D printing
5. Commercializing UV-curable thermosets for continuousfiber 3D printing
6. 3D printing composites with continuous fiber