Drie ETH-alumni hebben een 3D-printer ontwikkeld die componenten kan maken van koolstofvezelcomposieten. Hun ETH-spin-off, 9T-labs, zou een doorbraak kunnen betekenen voor de productie en het gebruik van extreem lichtgewicht en sterke onderdelen.

Sterker dan staal, maar tot vijf keer lichter:koolstofvezelversterkte kunststof (CFRP), vaak eenvoudigweg aangeduid als koolstof, is ideaal voor het maken van alles wat ongelooflijk sterk moet zijn, maar nog steeds erg licht:vliegtuigen, Formule 1 racewagens en mountainbikes, evenals robots, medische prothesen en implantaten. Geen wonder dat er veel vraag is naar koolstof op de wereldmarkt.

Maar er is een probleem:koolstofvezelcomposiet is duur in vergelijking met aluminium of staal, aangezien het fabricageproces zeer kostbaar en tijdrovend is. Composieten bestaan ​​uit koolstofvezels en kunststof die worden gecombineerd en verwerkt om het zeer duurzame materiaal te maken. Voor elk afzonderlijk onderdeel is meestal een aparte mal of negatiefvorm nodig, toe te voegen aan de hoge productiekosten.

Koolstofcomponenten produceren zonder mallen

De ETH-spin-off 9T Labs biedt nu een alternatief:het heeft een 3D-printer ontwikkeld die koolstofvezelcomposietonderdelen kan printen. Deze worden niet meer gemaakt met omslachtige mallen, maar zijn ontworpen op de computer met behulp van speciale software en vervolgens vervaardigd door de printer. Kunststof- en koolstofvezels worden direct in de printer gecombineerd, door de materialen door een verwarmd mondstuk te persen.

"We combineren de voordelen van 3D-printtechnologie met de waardevolle eigenschappen van koolstofvezelcomposieten, " zegt Giovanni Cavolina, een van de oprichters van 9T Labs. Aan de ene kant, de nieuwe procedure elimineert wat momenteel het grootste nadeel is van het gebruik van dit prestatiemateriaal:de hoge kosten. Het hele productieproces kost daardoor minder tijd en geld. Daar bovenop, de nieuwe technologie maakt het mogelijk componenten met zeer complexe geometrische vormen te produceren, zoals gebruikt bij de constructie van satellietantennes of een handprothese. Tenslotte, het gebruik van een 3D-printer betekent minder materiaalverspilling.

De drie oprichters van 9T Labs zijn allemaal ETH-alumni:Martin Eichenhofer (30), Giovanni Cavolina (26) en Chester Houwink (25). Eichenhofer kwam vier jaar geleden voor het eerst op het idee voor een start-up toen hij onderzoek deed in het Laboratory of Composite Materials and Adaptive Structures onder professor Paolo Ermanni. Begin 2018 kwam het idee echt van de grond:in januari werd een naamloze vennootschap opgericht die in totaal 300 CHF ophaalde, 000 van investeerders. De European Space Agency nodigde het jonge bedrijf ook uit om lid te worden van een incubatiecentrum (ESA BIC Zwitserland), die niet alleen toegang bood tot nog eens CHF 200, 000, maar naar een goed industrieel netwerk.

"Er zijn veel verschillende potentiële toepassingen voor onze geprinte koolstofvezelcomponenten, en er is enorm veel belangstelling vanuit de industrie. We breiden in feite de reikwijdte uit van wat kan worden vervaardigd met behulp van dergelijke hoogwaardige materialen, " zegt Eichenhofer, die momenteel bezig is met het afronden van zijn proefschrift. Cavolina vult aan:"Wij vinden het belangrijk dat het bedrijf marktgericht is. We willen daarom zo snel mogelijk een product op de markt krijgen, zodat we nuttige feedback kunnen genereren."

Afdruksysteem moet volgend jaar klaar zijn

Begin volgend jaar moet een compleet printsysteem met zowel hardware als software gereed zijn voor bètatests. Daarna, de uitdaging zal zijn om de juiste sectoren in de juiste volgorde te bedienen. 9T Labs wil starten met klanten die zich bezighouden met onderzoek en ontwikkeling, voornamelijk universiteiten en technische instituten. "We hopen goede technische feedback te krijgen van deze klanten, die ons zal helpen om het product continu te verbeteren, ' zegt Cavolina.

De ingenieurs zijn momenteel bezig met het verfijnen van de prototype 3D-printer. De start-up is nog steeds gehuisvest in het pand van ETH, in het Technopark in de wijk Zürich-West. Maar dat kan heel snel veranderen, aangezien het jonge bedrijf snel groeit en voortdurend nieuwe mensen aanwerft. acht medewerkers, inclusief stagiaires, werken momenteel voor 9T Labs, met nog eens vier sets om in de loop van het jaar toe te treden.

Cavolina ziet een van de grootste uitdagingen in het samenstellen van het juiste team. "Het is niet eenvoudig om goede software- en hardware-engineers te vinden, zegt hij. Er wordt dan ook veel tijd en moeite gestoken in het werven van nieuw personeel. Want zoals Cavolina zegt, "We hebben echt goede mensen nodig om ervoor te zorgen dat het product voldoet aan de eisen van de markt."