本帖最后由 冰墩熊 于 2025-8-17 11:06 编辑
2025年8月17日,南极熊获悉,美国复合材料制造领域的创新企业Continuous Composites近日宣布,已获得美国空军价值190万美元的战术资金增加(TACFI)合同,旨在开发突破性的连续纤维3D打印(CF3D)有限元分析(FEA)工具。这项合同于2024年11月正式启动,项目周期持续至2026年8月,标志各向异性复合材料模拟领域的重大进步,此类复合材料具有基于纤维取向的独特方向强度。
△有限元分析 (FEA) 仿真工具示意
开发连续纤维3D打印高精度仿真工具
目前,市售的有限元分析解决方案仅限于各向同性材料,例如金属,它强度和应力响应在所有方向上都是均匀的。然而,连续纤维3D打印复合材料是各向异性的,它的强度主要集中在纤维方向上。这给传统的元分析软件带来了挑战,因为它无法根据纤维取向准确预测材料行为。
Continuous Composites首席执行官Steve Starner表示“我们正在弥补有限元分析仿真工具的一个重大缺陷。现有软件只能为每层复合材料分配单一方向属性,而连续纤维3D打印的纤维控制则需要更动态的方法。我们的新工具将精确模拟零件在各种条件下的性能,这对于航空航天和国防等行业至关重要。”
此次项目,Continuous Composites将携手行业专家,开发可采集CF3D刀具路径数据的先进有限元分析工具。该工具将生成能真实反映纤维取向、材料行为及各向异性结构在实际载荷下性能的高精度仿真网格。作为研发的重要组成部分,这家公司还将把工具集成至CF3D Studio平台,实现材料特性与性能的前置预测,显著缩短开发周期,并提升复杂复合材料部件在关键任务应用中的设计可靠性。
△Continuous Composites碳纤维机翼翼梁的结构性能证明达到设计极限载荷的160%
为美空军提供连续纤维3D打印技术
CF3D技术是Continuous Composites公司开发的复合材料技术,将高性能连续纤维与快速固化的热固性树脂相结合,经济地制造复杂的复合结构。这项技术一问世就受到了多方青睐。
2021年4月7日宣布,该公司已经通过全球安全和航空航天公司洛克希德·马丁公司成功完成了空军研究实验室(AFRL)为期两年的机翼结构设计(WiSDM)合同,制造低成本可磨损飞机(LCAA)机翼。项目着重于一种新的结构设计范式,加上相称的材料和制造,降低可磨损机身结构的成本和交货时间。Continuous Composites的连续纤维3D打印技术成功地打印了机翼组件结构——碳纤维翼梁。经过静态测试,3D打印的粱在压缩挫曲之前达到了设计极限载荷的160%(DLL)。
Continuous Composites表示,此次再次获得美国空军190万美元合同,标志着公司在复合材料制造与仿真领域的又一里程碑。连续纤维3D打印技术由此将从单一制造流程拓展为涵盖设计、性能分析的全流程解决方案。新工具的推出有望推动高性能、轻量化复合材料部件在航空航天、国防及无人机等行业的广泛应用。
|