如何同时实现结构轻量化与高强度的矛盾长期困扰着工程师。高强度连续纤维3D打印技术的成熟，为这一难题提供了可行的解决路径。深圳协同创新高科技发展有限公司（简称“协同高科”）作为国内率先实现连续纤维产业化的企业之一，依托西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室的技术积累，正推动这一工艺从实验室走向批量生产。
一、技术原理：复合浸渍与熔融沉积的融合
高强度连续纤维3D打印的核心工艺是复合浸渍-熔融沉积。与传统热压罐或缠绕成型不同，该技术将连续纤维增强热塑性复合材料的制备与零件成形合二为一。具体流程为：通过加热喷嘴挤出带有热塑性涂层的碳纤维束，逐层熔合堆积，最终形成致密的结构件。
协同高科自主研发了连续纤维预浸丝制备技术，有效解决了纤维干丝打印常见的缺陷问题，使复合材料的力学性能得到明显提升。实测数据显示，采用该工艺制造的部件，其强度可达尼龙材料的30倍、铝材的2倍，而重量仅为钢材的七分之一。这一性能优势，使高强度连续纤维3D打印成为航空航天领域替代金属部件的备选方案之一。
二、设备与材料体系：覆盖科研到工业级需求
协同高科旗下拥有云疆智造（YJ）和斐帛科技（Combot）两大品牌，提供从桌面级到工业级的完整设备矩阵。
- 桌面级设备YJ-X260-M：成形尺寸260×220×160mm，适合高校实验室及小批量试制。
- 工业级设备YJ-F600：成形尺寸600×450×500mm，树脂打印速度240mm/s，纤维打印速度20mm/s，配备8KW功率系统。
- 大型设备YJ-RF1000：成形尺寸达1000×1000mm，为系列中较大规格，满足大型无人机机翼、卫星支架等构件的一体化成型。
在材料方面，公司开发了PLA-CCF和PA-CBF两大系列连续纤维增强热塑性复合材料。PLA-CCF系列拉伸强度不低于560MPa，部分可达900MPa以上，弹性模量70-110GPa，纤维含量40%至60%；PA-CBF系列拉伸强度500-600MPa，弹性模量30-50GPa。这些材料具备较宽的温度窗口，覆盖低温至高温应用场景，且支持多种纤维丝材，从低模量到高模量均可适配。
三、应用案例：解决航空航天与石油化工的实际痛点
航空航天领域：减重与快速迭代
协同高科已为多家商业航天公司及国有航天企业提供关键部件制造服务。例如，采用连续纤维3D打印技术制造的无人机折叠机翼（290×75×14mm，PLA+连续碳纤维）和弹簧刀无人机机翼（560×80×5mm，PA+连续碳纤维），不仅实现了复杂气动外形的精确成型，更将部件重量降至钢材的七分之一。火箭发动机壳体、卫星支架等结构件也通过该技术实现了快速迭代验证，研发周期显著缩短。
石油化工领域：耐腐蚀与定制化
传统金属材料在化工环境中易受腐蚀，更换成本较高。而连续纤维复合材料凭借优异的耐化学腐蚀性和比强度，成为反应釜内件、异形管道等定制化部件的适用选择。同时，该技术无需开模、材料利用率高，契合“双碳”战略下对绿色制造的要求。
四、业务模式与公司资质
协同高科以设备销售为核心业务，占比超过80%，同时为高端客户提供零部件加工服务。设备客单价在80万元以上，连续纤维材料250克售价约2500元，体现了较高的技术附加值。公司材料体系保持开源，可多维度匹配客户需求，确保不同应用场景下的打印效果。
截至目前，协同高科已累计申请知识产权160余项，授权121项（其中发明专利37项），参与起草国家及行业标准5项。公司作为唯一主体运营广东省增材制造装备创新中心及深圳市3D打印制造业创新中心，该中心由光韵达、精工科技、沃特股份等上市公司及博士团队共建，构建了“装备-材料-工艺”全产业链生态。
五、未来展望
随着航空航天、国防军工、新能源汽车等领域对轻量化高性能部件需求的持续增长，高强度连续纤维3D打印技术的市场空间将进一步扩大。协同高科将继续深耕这一方向，推动国产化装备与材料的迭代升级，助力中国制造业向数字化、智能化方向迈进。对于希望突破传统制造瓶颈的企业而言，这项技术提供了一条值得关注的全新路径。
2026-04-08
