9T Labs 是连续纤维组件的数字化、自动化和具有成本竞争力的连续生产专家，率先开发了 AFT，他们的 Red Series® AFT 开始展示移动、机器人、医疗、运动和自行车部件，甚至航空航天。这篇文章已发表在 JEC Composites Magazine N°150 上。
图 1：AFT 制造的复合材料顶置舱销支架
当您登上飞机、将行李放入头顶行李箱、在座位上坐下并系好安全带时，您可能不太注意与您互动的铰链、支架、座椅撑板、桌托或其他部件，其中大部分是金属，并且是通过减材制造工艺制造的。
减法制造采用一块材料并雕刻出所需的部分，就像雕刻家在石头上凿开以展示一些美丽的艺术品。增材制造诞生于 1980 年代，是一种替代制造方法，它使用复合材料或热塑性材料逐层构建物体，每层都相互粘合，直到物体完成。在制造业的历史上，增材制造相对较新，这意味着新应用的创新和发展步伐正在不断扩大，并扩展到航空航天等新行业，以解决新旧问题。
成本、可持续性、灵活性和速度是衡量任何创新成功与否的良好标志。过去，增材制造通常被认为是昂贵的，并且在可实现的生产规模方面受到限制。如今，传统和成熟的减材制造方法正在努力解决与成本和可持续性相关的自身问题。燃料和铝的价格不断上涨，环境可持续性成为所有行业日益关注的问题。
具体而言，由于与燃料成本相关，世界银行的能源价格指数仅在 2022 年的头几个月就上涨了 26.3%，而 2020 年 1 月至 2021 年 12 月期间上涨了 50%。所有这些都是由煤炭、石油和天然气的成本不断增加。事实上，根据世界银行的数据，“从 2020 年 4 月到 2022 年 4 月，原油价格上涨了 350%——这是自 1970 年代以来任何同等两年期间的最大涨幅。” 尽管世界银行预测天然气和煤炭价格在 2023 年可能会小幅下降，但它们仍可能是过去五年平均水平的两倍，欧洲天然气价格甚至可能高出四倍。
关于铝，世界银行的数据显示，二十多年前，铁矿石的成本仅为每干公吨单位 (DMTU) 13 美元，2021 年为 164.77 美元，几乎是 2020 年的两倍。主要原因增加的原因包括能源和原材料成本的显着上升、需求增长、全球产量和库存下降以及 Covid-19 的影响。
输入增材融合技术 (AFT)，这是一种创新的增材制造方法，它利用软件和硬件的新发展来解决以前发现的复合材料制造问题，使其在成本、速度和可持续性方面真正与传统的减材制造竞争。传统的复合材料制造采用更复杂且通常是手动的叠层工艺，该工艺需要更多时间并且提供更少的设计几何选项。通过自动化复合材料制造过程，AFT 允许生产相对较小、坚固的部件，这些部件更轻、成本更低，并为传统金属部件提供零废物主张。通过这项创新技术，传统上由金属制成的支架和座椅结构等关键应用，
图 2：构建过程之后 – 下图显示了在 Fusion Module 中压缩之前未完成的多孔部件的计算机断层扫描 (CT) 扫描。
图 3：融合过程之后——这些图像显示了融合过程之后现在压缩部分的 CT 扫描。该过程导致边缘更干净并消除孔隙率，从而实现成品部件的最大层间强度。
复合材料制造的材料成本取决于所使用的聚合物类型。对于纤维体积含量 (FVC) 为 60% 的连续碳纤维带，通常可以期望支付有竞争力的价格。虽然能源价格和原材料成本的上涨最终会影响所有行业，但预计与复合材料制造相关的材料成本在未来几年内将大幅下降，使其更具竞争力。
增材融合技术 (AFT) 如何工作？
增材融合技术 (AFT) 是一个多步骤过程，结合了……