“ 碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。

　　來(lái)自美國(guó)硅谷的Arevo Labs

　　Arevo Labs不僅提供碳纖維工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，還提供3D打印的新型碳纖維和碳納米管（CNT）增強(qiáng)型高性能材料，而且使用其專(zhuān)有的3D打印技術(shù)和專(zhuān)用軟件算法可以使用市場(chǎng)上現(xiàn)有的長(zhǎng)絲融熔3D打印機(jī)制造產(chǎn)品級(jí)的超強(qiáng)聚合物零部件。Arevo Labs推出了一個(gè)可擴(kuò)展的以機(jī)器人為基礎(chǔ)的增材制造（RAM-Robot-Based Additive Manufacturing）設(shè)備用來(lái)打印復(fù)合材料。該平臺(tái)由一個(gè)市售的機(jī)械臂，復(fù)合沉積端執(zhí)行器和一個(gè)全面的軟件套件。

　　目前軟件是專(zhuān)門(mén)針對(duì)ABB IRB 120六軸機(jī)器人，但可擴(kuò)展的軟件也可以支持更大的ABB機(jī)器人型號(hào)和尺寸，根據(jù)機(jī)器人的大小，打印體積可以從1000立方毫米達(dá)到8立方米。

　　末端執(zhí)行器的硬件包括一個(gè)用于處理高性能碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的熱管理沉積頭。Arevo軟件套件將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)換為一組執(zhí)行增材制造的指令發(fā)送給機(jī)器人。該軟件提供了六度的自由度和多軸的工具路徑，機(jī)器臂在三維表面可變方向。一個(gè)精確的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真解釋材料沉積指令驗(yàn)證和優(yōu)化打印過(guò)程。

　　Impossible Objects的VBAM工藝

　　Impossible Objects的composite-based additive manufacturing method （CBAM） 工藝將一層層的特定材料堆疊起來(lái)，并用內(nèi)置熱源把它們?nèi)诤显谝黄稹Ｗ詈螅梢幻夹g(shù)人員將不需要的材料移除，打印過(guò)程就算完成了。

　　Impossible Objects將強(qiáng)度更高的材料用于3D打印技術(shù)，比如碳纖維、芳綸（Kevlar）和玻璃纖維等。打印完成后的零部件要比使用傳統(tǒng)熱塑性材料3D打印出來(lái)的部件強(qiáng)度要高2倍—10倍。 由于其獨(dú)特的復(fù)合材料構(gòu)成，用戶(hù)也可以通過(guò)定制以用于各種應(yīng)用，包括熱和化學(xué)腐蝕等環(huán)境。Impossible Objects當(dāng)前的商業(yè)模式是為客戶(hù)提供高強(qiáng)度塑料產(chǎn)品的打印服務(wù)，他們正在將其CBAM技術(shù)設(shè)備商業(yè)化，下一步為客戶(hù)提供出售設(shè)備的服務(wù)。

　　ElectroImpact的Automated Fiber Placement （AFP）

　　Electroimpact開(kāi)發(fā)的永久形式的超薄碳纖維層技術(shù)，碳纖維打印設(shè)備很精細(xì)，但價(jià)格也非常昂貴，設(shè)備有著一個(gè)長(zhǎng)達(dá) 6.4 米（21 英尺）的機(jī)械臂，頭部有 16 個(gè)類(lèi)似于老式縫紉機(jī)上線轱轆的裝置，整個(gè)手臂被架置在 12 米長(zhǎng)的軌道上，可以圍繞模型運(yùn)動(dòng)進(jìn)行快速打印，大大節(jié)約零部件和原型產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間，降低成本，使用的材料則是兼具堅(jiān)固和輕質(zhì)的碳纖維。

　　NASA 位于阿拉巴馬州的馬歇爾宇航中心，用于建造火星等載人航天器中的零部件購(gòu)買(mǎi)過(guò)Electroimpact的3D打印設(shè)備。基本工作原理和常見(jiàn)的3D 打印機(jī)類(lèi)似，可以打印最寬近 8 米（26 英尺）的部件，這幾乎是航天器上零部件尺寸的上限了。比較核心的一點(diǎn)是 Electroimpact 開(kāi)發(fā)的 Automated Fiber Placement（AFP，碳纖維自動(dòng)放置）技術(shù)，最直接的效果是打印大型部件的速度，在不平整和復(fù)雜的表面上，它的打印速度可以達(dá)到 2000 英寸／分鐘，也就是 50 米／分鐘。

　　波音也購(gòu)買(mǎi)了多臺(tái)Electroimpact的AFP設(shè)備， 用于制造波音777X的飛機(jī)翅膀上的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。國(guó)際上與Electroimpact競(jìng)爭(zhēng)的設(shè)備包括Ingersoll Rockford，來(lái)自巴黎的Fives Group，以及西班牙的 MTorres（MTorres于2012被Pacifica Engineering收購(gòu)）。當(dāng)然Electroimpact的AFP技術(shù)是否可以被列為3D打印技術(shù)的一種，3D科學(xué)谷亦心存疑慮，必竟在ASTM F2792標(biāo)準(zhǔn)里并沒(méi)有關(guān)于AFP這一項(xiàng)。然而，ASTM標(biāo)準(zhǔn)也在不斷更新和完善，其技術(shù)種類(lèi)擴(kuò)充亦有待進(jìn)一步追蹤。

　　桌面級(jí)的Mark One

　　Mark One，使用碳纖維作為耗材，是全球首款能打印復(fù)合材料的桌面3D打印機(jī)。

　　Mark One 3D打印機(jī)整機(jī)定位在桌面級(jí)產(chǎn)品，長(zhǎng)寬高分別為575x322x360mm，成型尺寸為305x160x160mm。其特點(diǎn)在于，一是可使用碳纖維作為打印材料，二是使用復(fù)合材料，直接制作高強(qiáng)度的部件和工具。該機(jī)型采用雙擠出頭，可兼容碳纖維、玻璃纖維、尼龍和PLA耗材；制作實(shí)際部件時(shí)能夠選擇合適的材料，兼顧強(qiáng)度和成本；3D打印的部件甚至能夠取代經(jīng)過(guò)金屬加工的部件。2015年的收入同比增長(zhǎng)400%。