来自美国硅谷的Arevo Labs不仅提供碳纤维工业级3D打印机，还提供3D打印的新型碳纤维和碳纳米管（CNT）增强型高性能材料，而且使用其专有的3D打印技术和专用软件算法可以使用市场上现有的长丝融熔3D打印机制造产品级的超强聚合物零部件。

最近，Arevo Labs又取得了新的进展，这家公司正在进行将碳纳米管或其它纳米填料与纤维填充聚合物组合以生产具有优良的机械、电和热性能的3D打印材料。

在塑料方面的3D打印领域，根据3D科学谷的市场研究，可以大致分为两个流派，一种是低温热塑性聚合物，如ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）和PLA（聚乳酸）材料，这些材料用于通过增材制造的方法来制造原型和一些基本的零件。另外一种诸如聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚苯砜（PPSU）、聚碳酸酯（PC）和聚醚酰亚胺（PEI）等高端工程聚合物，用于医疗材料、替代金属或更高温度环境下的应用。

为了提高塑料3D打印产品的机械性能，纤维填料如碳或玻璃纤维已被添加到用于增材制造的高分子聚合物中。虽然刚度随着预期的纤维负载增加而增加，但拉伸强度却不随着3D打印部件的纤维负载成比例地增加。对这些3D打印部件的测试表明，这些部件的抗拉强度比通过注塑或机械加工制造的相同部件的抗拉强度低大约40％至60％。

此外，碳纤维和玻璃纤维增强聚合物长丝具有粗糙不平的表面。随着纤维负载的增加，纤维直径的表面粗糙度和不均匀性也增加。此外，根据3D科学谷的市场研究，3D打印部件会在边界处通过裂纹扩展、分层或发生其他失效缺陷。为了获得熔融长丝制造的最佳材料性能，聚合物长丝和所得喷嘴挤出来的熔融材料必须具有均匀且光滑的表面。

根据3D科学谷的市场研究，Arevo Labs通过对3D打印材料（和用于熔融长丝制造的喷嘴挤出物）实现更平滑和均匀的表面光洁度以提高材料性能并改善3D打印性能。

为了提高用于熔融挤出方式制造的3D打印材料的性能，Arevo Labs将碳纳米管或其他纳米材料作为母料，实施配混，熔融混合，旋转（干法、湿法和喷射），溶液处理/或原位聚合技术进行加工，从而带来均匀且光滑的表面光洁度。

–—- 3D科学谷Review

Arevo Labs通过可扩展的以机器人为基础的增材制造RAM（Robot-Based Additive Manufacturing）设备用来打印复合材料。3D科学谷曾介绍过该平台由一个市售的机械臂，复合沉积端执行器和一个全面的软件套件。目前软件是专门针对ABB IRB 120六轴机器人，但可扩展的软件也可以支持更大的ABB机器人型号和尺寸。

在3D科学谷看来，打印技术与材料的配合或将推动碳纤维材料在汽车领域的应用，尤其是新能源汽车的应用，因为轻量化是新能源汽车的一大需求。

根据盖世汽车网，国家发改委批复了15家新能源车企，包括北汽新能源，而北汽新能源2017年的成绩单是103,199辆汽车，同比增长98%，是国内首家年产销超过十万辆的纯电动车企。其他家包括长江汽车、前途汽车、奇瑞新能源、敏安汽车、万向集团、江铃新能源、金康新能源、国能新能源、云度新能源、兰州知豆、河南速达、浙江合众、陆地方舟、江淮大众。

值得一提的是，根据盖世汽车网，前途汽车的K50采用了大量碳纤维和铝合金材料。当然，售价也不菲，在70万左右。

而关于3D打印高分子材料以及复合材料与汽车领域的结合，3D科学谷将保持持续性的高度关注。

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来自美国硅谷的Arevo Labs

Arevo Labs不仅提供碳纤维工业级3D打印机，还提供3D打印的新型碳纤维和碳纳米管（CNT）增强型高性能材料，而且使用其专有的3D打印技术和专用软件算法可以使用市场上现有的长丝融熔3D打印机制造产品级的超强聚合物零部件。

Arevo Labs推出了一个可扩展的以机器人为基础的增材制造（RAM-Robot-Based Additive Manufacturing）设备用来打印复合材料。该平台由一个市售的机械臂，复合沉积端执行器和一个全面的软件套件。

目前软件是专门针对ABB IRB 120六轴机器人，但可扩展的软件也可以支持更大的ABB机器人型号和尺寸，根据机器人的大小，打印体积可以从1000立方毫米达到8立方米。

末端执行器的硬件包括一个用于处理高性能碳纤维增强热塑性塑料的热管理沉积头。Arevo软件套件将计算机辅助设计模型转换为一组执行增材制造的指令发送给机器人。该软件提供了六度的自由度和多轴的工具路径，机器臂在三维表面可变方向。一个精确的运动学仿真解释材料沉积指令验证和优化打印过程。

Impossible Objects的VBAM工艺

Impossible Objects的composite-based additive manufacturing method (CBAM) 工艺将一层层的特定材料堆叠起来，并用内置热源把它们融合在一起。最后，由一名技术人员将不需要的材料移除，打印过程就算完成了。

Impossible Objects将强度更高的材料用于3D打印技术，比如碳纤维、芳纶（Kevlar）和玻璃纤维等。打印完成后的零部件要比使用传统热塑性材料3D打印出来的部件强度要高2倍—10倍。 由于其独特的复合材料构成，用户也可以通过定制以用于各种应用，包括热和化学腐蚀等环境。

图片：层状的打印材料输送过程

Impossible Objects当前的商业模式是为客户提供高强度塑料产品的打印服务，他们正在将其CBAM技术设备商业化，下一步为客户提供出售设备的服务。

ElectroImpact的Automated Fiber Placement (AFP)

Electroimpact开发的永久形式的超薄碳纤维层技术，碳纤维打印设备很精细，但价格也非常昂贵，设备有着一个长达 6.4 米（21 英尺）的机械臂，头部有 16 个类似于老式缝纫机上线轱辘的装置，整个手臂被架置在 12 米长的轨道上，可以围绕模型运动进行快速打印，大大节约零部件和原型产品生产时间，降低成本，使用的材料则是兼具坚固和轻质的碳纤维。

NASA 位于阿拉巴马州的马歇尔宇航中心，用于建造火星等载人航天器中的零部件购买过Electroimpact的3D打印设备。基本工作原理和常见的3D 打印机类似，可以打印最宽近 8 米（26 英尺）的部件，这几乎是航天器上零部件尺寸的上限了。比较核心的一点是 Electroimpact 开发的 Automated Fiber Placement（AFP，碳纤维自动放置）技术，最直接的效果是打印大型部件的速度，在不平整和复杂的表面上，它的打印速度可以达到 2000 英寸／分钟，也就是 50 米／分钟。

波音也购买了多台Electroimpact的AFP设备， 用于制造波音777X的飞机翅膀上的复合材料结构。

国际上与Electroimpact竞争的设备包括Ingersoll Rockford，来自巴黎的Fives Group,以及西班牙的 MTorres（MTorres于2012被Pacifica Engineering收购）。

当然Electroimpact的AFP技术是否可以被列为3D打印技术的一种，3D科学谷亦心存疑虑，必竟在ASTM F2792标准里并没有关于AFP这一项。然而，ASTM标准也在不断更新和完善，其技术种类扩充亦有待进一步追踪。

桌面级的Mark One

Mark One，使用碳纤维作为耗材，是全球首款能打印复合材料的桌面3D打印机。

Mark One 3D打印机整机定位在桌面级产品，长宽高分别为575x322x360mm，成型尺寸为305x160x160mm。其特点在于，一是可使用碳纤维作为打印材料，二是使用复合材料，直接制作高强度的部件和工具。该机型采用双挤出头，可兼容碳纤维、玻璃纤维、尼龙和PLA耗材；制作实际部件时能够选择合适的材料，兼顾强度和成本；3D打印的部件甚至能够取代经过金属加工的部件。2015年的收入同比增长400%。