意大利初创公司SphereCube：热激光固化生产工艺，全自动制造高性能复合材料产品

意大利初创公司 SphereCube 因2022年Formnext 初创公司挑战赛而名声大噪。Spherecube 诞生于马尔凯理工大学的一个项目，是一家创新型初创公司，致力于使复合材料 3D 打印更具可持续性。其团队开发的激光热固化系统能够自动制造高性能复合材料产品，且不受几何限制。因此，SphereCube 满足了增材制造以及更广泛的复合材料市场的两种需求：对更高效、同时更可持续的生产过程的需求。



技术优势简述
团队成员开发的热激光固化生产工艺允许以全自动方式制造高性能复合材料产品，没有几何限制。目前，高性能复合材料的生产是人工完成的，这导致了可重复性和灵活性方面的问题。此外，由于工艺步骤多且使用模具（即使是单元生产），整个生产过程速度慢、成本高且设计约束高。通过Spherecube的技术，能够解决与复合材料生产相关的问题，并提高材料的生产率。


△SphereCube一部分团队成员

创立过程
Valerio Di Pompeo 和专业课程教授Alessio Vita一致认为，目前没有使用复合材料生产最常见原材料（例如热固性环氧树脂和长纤维增强材料）的经过工业验证的技术。当他们开始讨论可能的解决方案时，SphereCube 3D 打印机核心部分的第一个草图诞生了：挤出头。Valerio和Alessio随后逐步壮大。

复合挤压技术
SphereCube开发的技术围绕两种不同物理状态的原材料的挤出，即粘性流体状态的热固性聚合物基体和连续纤维形式的增强材料。目前使用双组分环氧树脂（树脂+硬化剂）和碳纤维作为增强材料。SphereCube 的专利挤出头有效地混合基体和增强材料，可以有效地混合基体和增强材料，从而在制造过程中实现两者的完美粘合，然后使用热源，在挤出后根据需要部分或完全固化（固化）复合材料。同时，用于切割纤维和压实沉积材料的系统完善了该系统。该技术允许加工不同类型的热固性基体并使用任何类型的连续增强纤维。


△SphereCube

除了开发挤出系统外，SphereCube还申请了有关增强纤维制备的专利。通过使用粘合剂机，该技术能够使用溶剂较少的粘合剂，以比目前使用的传统工艺更可持续的方式提高增强材料的加工性能。

其他相似技术通过紫外线固化的热固性树脂，SphereCube则使用热源多材料进行固化。主要竞争对手使用基于笨重机械臂的3D打印系统，但SphereCube开发的3D打印机基于5轴系统，平均打印体积为400 x 400 x 400毫米，具有高精度的特点。

目标市场
3D打印技术使我们能够生产高性能复合材料部件，确保独特性、定制性、提高部件性能并减轻重量，目前正在研究的主要应用是航空航天、生物医学、体育和海事领域。


△SphereCube 是 2022 年 Formnext 创业挑战赛的获胜者之一

SphereCube 正在参与 Takeoff 加速计划，该计划涉及 CDP、Plug and Play、Leonardo、Avio、CRT 基金会和 Unicredit，能够开始与潜在客户进行产品验证，并加速高附加值制造的活动。此外，SphereCube与马尔凯理工大学和 Cariverona 启动了一个为期三年的项目，开发生物基材料。SphereCube希望将我3D 打印机带入太空，未来我们计划在轨道上进行实验，以在微重力下验证该技术。