Continuous Fiber Manufacturing: 3D-Druck trifft fortschrittliche Faserverarbeitung

Continuous Fiber Manufacturing (CFM) ist der patentierte 3D-Druck-/Continuous-Fiber-Deposition-Prozess von moi composites (Mailand, Italien). Gegründet Februar 2018 von Materialingenieurin/Professorin Marinella Levi, Designingenieur Gabriele Natale, Architekt Michele Tonizzo. Ausgliederung aus +LAB, kollaborativem 3D-Druck-Hub, den Levi am Politecnico di Milano gründete.

CFM 2015 patentiert, 2016 via Atropos-Projekt demonstriert: Druck eines Continuous-Glasfaser/Epoxid-Propellerblatts mit Kuka-Industrieroboter. Blatt mit internem Fachwerk und Außenhaut – demonstrierte multiaxiales Laminat (0°, 45° etc.) und Faserablage entlang nichtlinearer Achse. Moi composites entwickelte Second-Gen-System mit Comau-Roboter, 1,0 × 0,5 × 0,8 m Bauraum. „Auch größere Roboter mit Rundtischen und größeren Bauräumen genutzt – Technologie leicht skalierbar“, so Co-Founder Tonizzo. „Aktuell Druck mit UV-Härtung in Epoxid, Acryl, Vinylester – aber nicht an UV-Härtung gebunden.“ Glasfaser bis 2400 tex und Basaltfaser drucken gut; Carbon in Arbeit, nicht mit UV-Harz. Auch leitfähige Fasern druckbar; Teile für Biomedizin, Marine, Oil & Gas, Aerospace – hauptsächlich Glasfaser. Entwicklung Third-Gen All-in-One-Druckkopf mit Druckapplikation auf Fasern, Sensoren, Schneidemechanismen, Fräswerkzeug. „Schließt Lücke zwischen 3D-Druck und AFP. 3D-Druck erreicht nicht AFP-Performance, aber CFM bietet mehr Flexibilität. Bereits Fasern 0,25 mm dick druckbar, Kurven und ideale Continuous-Fiber-Platzierung möglich.“

Hybride Verarbeitung

Konzept bereits erkundet: Superior leichte, niedrig-deflektionsuntere Gliedmaßenprothese. Gedruckter Continuous-Glasfaser-Innenkern, umhüllt von Handlaminier-/Vakuumbeutel-gehärtetem Carbonfasergewebe/Epoxid-Haut. „Gesamtdesign reduziert Durchbiegung, erhöht Individualisierung, senkt Kosten und Fertigungszeit signifikant“, so Tonizzo.

Teil der Optimierung durch digitales Design/Workflow: Autodesk-Software mit moi composites Algorithmen für Spannungs- und Pfadoptimierung – erzeugt optimierten Faserpfad für Strukturlasten und Faserablageprozess.

CFM offen für Material- und Designinnovationen von +LAB: 3D-gedruckte Infill-Patterns mit einstellbarer elastischer Antwort, Druck mit neuartigen Matrices wie Geopolymeren (betonähnliches Verhalten). Wird moi composites Druckköpfe/Maschinen verkaufen? „Ja, aber in Zukunft“, so Tonizzo. „Aktuell: Teilefertigung und Technologie zum Kunden vor Ort – unser Know-how, Druckkopf, Software für On-Demand-Lösungen. Auch Investorensuche für Skalierung CFM-Maschinen/Prozesse für kommerzielle Marktchancen.“

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