从事连续纤维复合材料3D打印生产级应用的创业企业Arris Composites 在今年4月获得了4850万美金（约人民币3.4亿）的B轮融资，其目的是实现下一代大众市场的连续纤维复合材料3D打印生产级应用。
Arris Composites通过其专有的Additive Molding™ 制造技术，将增材制造工艺与模具工艺相结合，实现了高强度和轻量化复合零件的批量生产。这种新工艺以与塑料成型产品相同的速度生产高级碳纤维材料。
Arris Composites 创始团队近日揭示了有关Additive Molding™ 技术的部分细节，本期3D科学谷将对该技术做进一步的分享。
复杂形状的定向纤维。来源：CW
当高性能遇到高通量
实现连续纤维增强复合材料复杂零件“批量生产”通常是难以做到的，这也是复合材料领域一直在追求的目标。尤其在汽车制造行业，经济高效、高通量、高性能复合材料组件制造的市场潜力很大。
在这个市场上更常见的情况是，将复合材料拉伸为非常简单的轮廓，或者能够实现短切纤维复合材料复杂组件的大量生产，以及实现连续定向纤维增强复杂组件的低通量生产。尽管相对成熟的自动纤维铺放（AFP）、连续纤维3D打印等技术正在加快生产周期，但这些技术也尚未达到复杂高性能复合材料组件的批量生产水平。
Arris Composites的Additive Molding（增材成型）技术在高通量和高性能相结合方面的努力，显示出了弥合连续纤维复合材料零件批量生产市场差距的希望。
来源：Arris
根据Arris Composites的创始人Escowitz ，受限于材料和加工成本、速度，3D打印技术难以实现大批量生产，他们希望找到一种能够将3D打印连续纤维增强复合材料的性能优势与速度、成本优势相结合的方式，开发出一种混合技术来实现定向、连续纤维增强部件的高速成型。预计这项技术将为汽车、消费品等市场广泛采用复杂的高性能复合材料打开大门。
Additive Molding工艺具有制造小型复杂部件的能力。来源：CW
Additive Molding 的关键特点是，从原材料进入到填充模具准备好进行加工的过程再到成品零件脱模是一个一体化的过程。
该过程从干燥的碳纤维丝束开始，纤维束通过浸渍过程预浸成胶带和丝束形式。预浸料带可以是平坦的，或者可以直接形成所需的轮廓形状。Arris Composites 具有预浸料带的生产能力，未来该技术的一项发展是将料带（和丝束）直接送入下一生产步骤。目前，该公司提供的预浸带宽度为1到24英寸（约2.5-61厘米）。
接下来，专有的机器人设备将预浸料坯进行成型、切割并将其放入模腔内的最终位置。规定的预浸料准备就绪后，模具将合上并向复合材料施加热量和压力以进行固结和固化。
在该技术中，放置材料的机制与自动胶带铺放和通常意义上的3D打印过程有所不同，Arris 的技术是对预浸料进行成型，而不是在原地进行固结和粘结。这种方式可以提高预成型过的速度。
3D打印的主要优势之一是能够在三维空间中以任何方向放置纤维，Arris Composites的Additive Molding 也是如此。Arris Composites能够将三种不同技术的优势结合在一起，即3D打印的设计范围、纤维增强复合材料的性能以及模具技术的成本和速度。
关于Additive Molding 与市场上其他高通量纤维增强复合材料制造方式相比的竞争优势，创始人Escowitz认为，Additive Molding 能够以高通量的方式将纤维沿着所需的机械加载路径运行，并在需要的地方增强性能。市场上比较新的快速预成型方法，需要更多的设备投资以及更多切割和固结时间，并且难以达到Additive Molding工艺所能够达到的纤维排列水平。Additive Molding 工艺中的增材制造步骤，与其他高通量纤维复合材料技术相比，后续所产生的废料更少，从而极大地促进大批量生产应用中的经济性。
纤维增强复合材料桁架样件。来源：CW
Arris展示的桁架展示了定向纤维增强的附加价值。如果将桁架的横截面与具有相同横截面积拉挤而成的桁架相比，Additive Molding工艺制造的整个桁架中的材料都得到了优化的定向。两种方式所用的材料量相同，但增材制造工艺所实现的复杂性释放了更优性能。
Arris Composites 公司希望显著降低纤维增强复合材料的制造成本，使之比现有技术低一个数量级。目前，在Additive Molding工艺中模具成型步骤是比较耗时间的，增材制造步骤能够在模具周期时间的最佳时刻提供铺层。此外，他们还希望在2020年内开始进行批量生产。
3D科学谷Review
Arris Composites 的B轮融资由台湾资本（Taiwania Capital）牵头，来自NEA、Valo Ventures、美国校友投资集团Alumni Ventures Group（AVG）共同投资。
根据NEA，自从NEA于2018年开始与Arris Composites合作以来，NEA见证了Arris Composites制造技术的成熟，并意识到Arris Composites的技术在消费电子、汽车、航空航天和其他行业领域的应用前景。面向下一代产品制造，Arris Composites制造技术可以以新方式大量生产高性能复合材料，为各种产品带来新的希望。具体来说Arris Composites在以下两个方面具颠覆潜力：
l 大众碳纤维产品
Arris Composites通过其专有的Additive Molding™制造技术实现了高强度和轻量化复合零件的批量生产。通过这种新工艺，可以以与塑料成型产品相同的速度生产高级碳纤维材料。为了释放应用端的潜力，Arris Composites为企业内部设计协作和应用工程团队开发了独特的软件工具。现在，应用端可以通过Arris Composites的设备和软件设计和生产以前不可能的产品，这些产品具有高度集成性，比金属更坚固、更轻。
l 跨界的设计革命
Arris Composites的技术已在多个市场上获得了应用，利用革命性的连续碳纤维增强功能使得产品更轻、更坚固、更智能。一方面，Arris Composites的解决方案满足了工业和汽车制造领域对寻求耐腐蚀，高强度和耐用的玻璃纤维和碳纤维结构零件制造的需求。另一方面，Arris Composites的解决方案释放了消费品和体育用品品牌的创新潜力，使得消费领域可以通过提高产品性能和差异化来寻求新的商业优势。
目前，消费类电子产品是Arris Composites增长最快的市场，其下一代消费类电子设备被设计为更轻、更小、更智能。3D打印技术使得产品更新周期短、创新步伐快，便携式电子设备很可能是Arris首次向公众提供的制造产品。
白皮书下载，加入3D科学谷产业链QQ群：529965687
网站投稿请发送至2509957133@qq.com
欢迎转载，长期转载授权请留言
