Tre ETH-alumner har utvecklat en 3D-skrivare som kan tillverka komponenter av kolfiberkompositer. Deras ETH spin-off, 9T Labs, skulle kunna ge ett genombrott för tillverkning och användning av extremt lätta och starka delar.

Starkare än stål, men upp till fem gånger lättare:kolfiberförstärkt plast (CFRP), ofta bara kallad kol, är idealisk för att göra allt som behöver vara otroligt starkt, men fortfarande väldigt lätt:flygplan, Formel 1-racingbilar och mountainbikes, såväl som robotar, medicinska proteser och implantat. Inte konstigt att kol efterfrågas på den globala marknaden.

Men det finns ett problem:kolfiberkomposit är dyrt jämfört med aluminium eller stål, eftersom tillverkningsprocessen är mycket kostsam och tidskrävande. Kompositer består av kolfibrer och plast som ska kombineras och bearbetas för att göra det mycket hållbara materialet. En separat form eller negativ form krävs vanligtvis för varje enskild komponent, vilket ökar de höga produktionskostnaderna.

Tillverkar kolkomponenter utan formar

ETH spin-off 9T Labs erbjuder nu ett alternativ:Det har utvecklat en 3D-skrivare som kan skriva ut kolfiberkompositdelar. Dessa tillverkas inte längre med besvärliga formar, men är designade på datorn med dedikerad programvara och tillverkas sedan av skrivaren. Plast- och kolfibrer kombineras direkt i skrivaren, genom att tvinga materialen genom ett uppvärmt munstycke.

"Vi kombinerar fördelarna med 3D-utskriftsteknik med de värdefulla egenskaperna hos kolfiberkompositer, säger Giovanni Cavolina, en av grundarna av 9T Labs. Å ena sidan, det nya förfarandet eliminerar det som för närvarande är den största nackdelen med att använda detta prestandamaterial – de höga kostnaderna. Hela tillverkningsprocessen tar därför mindre tid och pengar. Dessutom, den nya tekniken gör att komponenter med mycket komplexa geometriska former kan tillverkas, som används vid konstruktion av satellitantenner eller en handprotes. Sist men inte minst, att använda en 3D-skrivare innebär mindre materialavfall.

De tre grundarna av 9T Labs är alla ETH-alumner:Martin Eichenhofer (30), Giovanni Cavolina (26) och Chester Houwink (25). Eichenhofer fick idén om en start-up för fyra år sedan när han forskade i Laboratory of Composite Materials and Adaptive Structures under professor Paolo Ermanni. Idén kom verkligen igång i början av 2018:ett aktiebolag grundades i januari som attraherade totalt 300 CHF, 000 från investerare. European Space Agency bjöd också in det unga företaget att gå med i ett inkubationscenter (ESA BIC Switzerland), som inte bara gav tillgång till ytterligare 200 CHF, 000 men till ett bra branschnätverk.

"Det finns många olika potentiella tillämpningar för våra tryckta kolfiberkomponenter, och det finns ett stort intresse från industrin. Vi utökar i princip omfattningen av vad som kan tillverkas med sådana prestandamaterial, säger Eichenhofer, som just nu håller på att avsluta sin doktorsavhandling. Cavolina tillägger:"Vi anser att det är viktigt att verksamheten är inriktad mot marknaden. Vi vill därför få ut en produkt på marknaden så snabbt som möjligt, så att vi kan generera användbar feedback."

Utskriftssystemet ska vara klart nästa år

Ett komplett utskriftssystem bestående av både hårdvara och mjukvara bör vara redo för betatestning i början av nästa år. Efter det, utmaningen blir att betjäna rätt sektorer i rätt ordning. 9T Labs vill börja med kunder som är engagerade i forskning och utveckling, främst universitet och tekniska institut. "Vi hoppas få bra teknisk feedback från dessa kunder, som kommer att hjälpa oss att kontinuerligt förbättra produkten, säger Cavolina.

Ingenjörerna finjusterar för närvarande prototypen av 3D-skrivare. Uppstarten är fortfarande inrymd i ETHs lokaler, i Technoparken i kvarteret Zürich-West. Men det kan ändras mycket snart, eftersom det unga företaget expanderar snabbt och ständigt rekryterar nya människor. Åtta anställda, inklusive praktikanter, arbetar för närvarande för 9T Labs, med ytterligare fyra som kommer att ansluta sig under året.

Cavolina ser en av de största utmaningarna som att sätta ihop rätt lag. "Det är inte lätt att hitta bra mjukvaru- och hårdvaruingenjörer, " säger han. Mycket tid och kraft satsas därför på att rekrytera ny personal. För som Cavolina säger, "Vi behöver riktigt bra människor för att säkerställa att produkten uppfyller marknadens krav."