Kulstofkomponenter fra en 3D-printer

Tre ETH-alumner har udviklet en 3-D-printer, der er i stand til at fremstille komponenter af kulfiberkompositter. Deres ETH-spin-off, 9T Labs, kunne bringe et gennembrud for fremstilling og udnyttelse af ekstremt lette og stærke dele.

Stærkere end stål, men op til fem gange lettere:kulfiberforstærket plast (CFRP), ofte blot omtalt som kulstof, er ideel til at lave alt, der skal være utrolig stærkt, men stadig meget let:fly, Formel 1 racerbiler og mountainbikes, samt robotter, medicinske proteser og implantater. Det er ikke underligt, at der er stor efterspørgsel efter kulstof på det globale marked.

Men der er et problem:Kulfiberkomposit er dyrt sammenlignet med aluminium eller stål, da fremstillingsprocessen er meget dyr og tidskrævende. Kompositmaterialer består af kulfibre og plastik, der skal kombineres og forarbejdes til det meget holdbare materiale. En separat form eller negativ form er normalt påkrævet for hver enkelt komponent, hvilket øger de høje produktionsomkostninger.

Fremstilling af kulstofkomponenter uden forme

ETH spin-off 9T Labs tilbyder nu et alternativ:Det har udviklet en 3-D printer, der er i stand til at udskrive kulfiber kompositdele. Disse laves ikke længere ved hjælp af besværlige forme, men er designet på computeren ved hjælp af dedikeret software og derefter fremstillet af printeren. Plast- og kulfibre kombineres direkte i printeren, ved at tvinge materialerne gennem en opvarmet dyse.

"Vi kombinerer fordelene ved 3-D printteknologi med de værdifulde egenskaber ved kulfiberkompositter, " siger Giovanni Cavolina, en af ​​grundlæggerne af 9T Labs. På den ene side, den nye procedure eliminerer det, der i øjeblikket er den største ulempe ved at bruge dette ydeevne materiale – de høje omkostninger. Hele fremstillingsprocessen tager derfor mindre tid og penge. Oven i købet, den nye teknologi gør det muligt at fremstille komponenter med meget komplekse geometriske former, som bruges til konstruktion af satellitantenner eller en håndprotese. Sidst men ikke mindst, Brug af en 3-D printer betyder mindre materialespild.

De tre grundlæggere af 9T Labs er alle ETH-alumner:Martin Eichenhofer (30), Giovanni Cavolina (26) og Chester Houwink (25). Eichenhofer fik første gang ideen om en start-up for fire år siden, mens han forskede i Laboratory of Composite Materials and Adaptive Structures under professor Paolo Ermanni. Ideen kom for alvor i gang i starten af ​​2018:Et aktieselskab blev grundlagt i januar, som tiltrak i alt 300 CHF, 000 fra investorer. Den Europæiske Rumorganisation inviterede også den unge virksomhed til at deltage i et inkubationscenter (ESA BIC Switzerland), som ikke kun gav adgang til yderligere 200 CHF, 000,- men til et godt branche-netværk.

"Der er mange forskellige potentielle anvendelser for vores trykte kulfiberkomponenter, og der er en enorm interesse fra industrien. Vi udvider stort set omfanget af, hvad der kan fremstilles ved hjælp af sådanne ydeevne materialer, " siger Eichenhofer, som lige nu er i gang med at færdiggøre sin doktorafhandling. Cavolina tilføjer:"Vi mener, det er vigtigt, at forretningen er rettet mod markedet. Vi ønsker derfor at få et produkt på markedet så hurtigt som muligt, så vi kan generere nyttig feedback."

Printsystemet skulle være klar næste år

Et komplet printsystem bestående af både hardware og software skulle være klar til beta-test i starten af ​​næste år. Efter det, udfordringen bliver at betjene de rigtige sektorer i den rigtige rækkefølge. 9T Labs ønsker at starte med kunder, der er engageret i forskning og udvikling, hovedsageligt universiteter og tekniske institutter. "Vi håber at få god teknisk feedback fra disse kunder, som vil hjælpe os til løbende at forbedre produktet, " siger Cavolina.

Ingeniørerne er i øjeblikket ved at finjustere prototypen af ​​3-D-printeren. Opstarten har stadig til huse i ETHs lokaler, i Technoparken i Zürich-West-kvarteret. Men det kan ændre sig meget snart da den unge virksomhed hurtigt ekspanderer og hele tiden rekrutterer nye mennesker. Otte ansatte, herunder praktikanter, arbejder i øjeblikket for 9T Labs, med yderligere fire sæt til at deltage i løbet af året.

Cavolina ser en af ​​de største udfordringer som at sætte det rigtige hold sammen. "Det er ikke let at finde gode software- og hardwareingeniører, " siger han. Der investeres derfor meget tid og kræfter i at rekruttere nyt personale. For som Cavolina siger, "Vi har brug for rigtig gode folk til at sikre, at produktet lever op til markedets krav."