南极熊导读：这个3D打印技术创新（文末可下载PDF专利文件）极具破坏性，它将改变很多行业，例如航空航天、汽车、建筑、体育用品等复合材料设计和制造模式。
△3D打印的连续纤维结构
2020年7月29日，南极熊获悉，阿科玛Arkema S.A. （法国哥伦布）投资了Continuous Composites公司，连续纤维复合材料3D打印技术（ Continuous Fiber 3D Printing technology ，CF3D的发明者）。这是家美国初创公司，专注于坚固、轻巧结构的开创性复合材料3D打印制造技术。
△强大的连续纤维铺设3D打印机
Continuous Composites是一家领先的技术公司，已使用专利的CF3D技术，以及包括软件、硬件、材料和运动平台在内的完整解决方案，正在颠覆高性能热固性树脂的复合材料设计和制造能力。
凭借在设计光固化液体树脂的积累，阿科玛沙多玛业务线，有一个称为N3xtDimension 的产品，使用连续纤维技术，为3D打印制造工艺开发新的解决方案。N3xtDimension 是阿科玛平台的3D打印解决方案的一部分，提供全球所有主要的3D制造技术的解决方案的系列产品。
△可自由运动的机器人
△非常复杂强大的3D打印头
2019年9月，两家公司已经签署了一项联合开发协议（JDA），专注于共同开发推进CF3D工艺的N3xtDimension光固化树脂。它使得生产具有高机械性能的定制化大型复合材料部件成为可能，应用于航空、汽车、能源等领域。目前的开发研制项目包括与洛克希德-马丁公司（美国）、空军研究实验室（美国）和西门子的合作。
核心技术原理
CF3D的3D打印头，可打印单束和多束配置的连续纤维。打印头在原地浸渍纤维，挤出后立即固化 纤维+树脂的混合材料。CF3D的运动平台不是固定的，在机器人和龙门架上都有可扩展的硬件解决方案。
前所未有的材料组合
高性能、轻质的复合材料将3D打印制造的性能和功能提升到一个新的水平。通过CF3D技术，材料可根据特定应用进行定制和灵活处理。这项技术正在开创新的局面，能够在单步工艺中同时3D打印结构纤维（如碳、玻璃、芳纶）和功能纤维（如光学、金属）。用户可以直接在结构中打印传感功能、电路和嵌入式器件。CF3D为制造业提供创新性的材料解决方案。
没有任何限制
CF3D是一个自动化的过程，通过在负载条件的方向上进行离散打印，利用了连续纤维的真正各向异性特性。连续复合材料技术不需要模具、烘箱和高压灭菌过程，直接实现终端生产。CF3D可以将多个组件合并成一个打印零件，并嵌入功能，所有这些都可以在一个制造过程中完成。CF3D的优势使成品复合材料部件的成本成倍降低，并且无论零件多大多小，都会支持。
Continuous Composites的CEO Tyler Alvarado表示，他们的技术不局限于通过2D切片打印，因此可以充分利用复合材料的各向异性特性，在每个方向上铺设定向纤维；还可以针对每个客户的应用调整热固性树脂，例如，提升模量、或者是韧性、甚至是防火性能。CF3D还可以使用热塑性树脂进行打印，甚至在同一结构中使用热固性和热塑性材料进行打印。
让南极熊惊讶的是，CF3D可以打印碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维，甚至金属线（铜线和镍铬合金线）和光纤，都可以嵌入3D打印的复合结构中。这使得由复合材料制成的对象可以实时感测和收集数据，变成电子设备实现监视功能。
软件控制系统
纤维含量
△连续纤维
据南极熊了解，他们在2018年就已经实现50-60%的纤维体积，打印层压板的可变压实（variable compaction）已整合到打印头。当在自由空间中打印结构时，并不是针对工具进行压缩，因此合并是不同的。结构的第一层是无支撑的，因此，需要的压力很小，因为没有什么可压制。但是，随后的分层机可以施加压力以进行压实。
CEO Alvarado表示，使用12K碳纤维束和环氧树脂，CF3D技术可以打印16束宽度。它生产出的三层厚样品的孔隙率小于1％，平均抗张强度为111 ksi。这项机械测试是美国国防部承包商2017年项目的一部分。后来很快超过200 ksi。同时还完成了针对航空航天内部应用的防火、烟雾和毒性（FST）测试。
△30秒视频：蜘蛛织网一样的无支撑连续纤维3D打印技术（更详细的一分钟版本视频在文末）
技术的发展愿景
Continuous Composites愿景是打破3D打印制造的模式，利用复合材料推进新的平台和工艺。直接与行业领导者共同开发解决方案，确保CF3D技术商业化后可以高效地进入市场。其团队、愿景和专利保护（截止2020.7.28已获44个美国专利，61项国际PCT专利），正在点燃下一场工业革命。
最后，南极熊整理收集了CF3D连续复合材料3D打印技术的几十个专利，提供给大家了解研究。
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