材料的新时代正在到来
波音公司在其787飞机上率先采用了复合材料技术，这款飞机几乎每一个可见的表面都是由碳纤维复合材料制成的。
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今天，你可以买到初创公司Arris和9T Labs生产的超轻、超坚固部件制造的消费品，包括Brooks跑步鞋、自行车轮辐条和豪华手表。但更精彩的还在后头：空中客车(Airbus)正在测试Arris的技术，以便用新材料代替飞机内部的金属支架，测试这种技术的还有总部位于新加坡的ST Engineering，该公司在美国飞机维修市场占有相当大的份额。
9T Labs还在研究航空航天领域的应用，该公司还希望，到今年年底，至少有一家客户能够推出使用其部件生产的自行车。与此同时，Orbital Composites与美国军方签署了一些合同，以开发适用于卫星、火箭、无人机和高超音速飞机的复合材料制造工艺。
9T Labs的首席执行官马丁·艾森霍夫(Martin Eichenhofer)说，一级方程式赛车外壳或高端竞技自行车车架的制造工艺仍然是劳动密集型的。他的公司以及同行业其他公司的目标是从这一工艺中去除所有密集的熟练手工劳动，使之像近几十年来金属和塑料部件的制造工艺一样实现高度自动化。
复合材料行业媒体Composites World的出版人杰夫·斯隆(Jeff Sloan)说，为了实现这种自动化水平，Arris和9T Labs等公司采用的制造工艺与飞机和风力涡轮机制造商采用的工艺很不一样。
Arris的首席执行官莱利·里斯(Riley Reese)说，Arris使用一种类似把线材折弯（不妨想象一下衣架之类的东西是如何生产出来的）的工艺让碳纤维成型。随后，这些成型的纤维被放入树脂中，由此产生的材料被放入定制模具中，通过加热和加压来进一步压紧、塑造和强化部件。艾森霍夫说，9T Labs采用类似的工艺，但一开始是使用“增材制造”（类似3-D打印），将碳纤维细条铺成特定形状，然后以与Arris的工艺类似的方式使其成型。
Orbital Composites的首席执行官阿莫拉克·巴德萨(Amolak Badesha)说，该公司使用截然不同的工艺。该公司的3-D打印机使用现成的工业机器人和可喷出碳纤维的定制打印头，以类似小男孩哈罗德那支神奇紫色蜡笔（熟悉儿童读物的读者应该知道）的工艺进行3-D打印。不同之处在于，哈罗德可以在三维空间中绘出他喜欢的任何形状，Orbital则在打印过程中使用可移动的模具来支撑碳纤维，以形成各种形状。
木材是原始的复合材料，因为它由长长短短、被其他物质粘合在一起的纤维构成。
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这三家公司采用的自动化工艺不尽相同，表明复合材料制造行业尚未形成统一。这还表明，对这些公司来说，有许多条可能通往成功的道路，它们正在探索全新的制造方法——这很像新材料发展史上的另一个时代，彼时许多公司都开发了塑料注射成型或金属锻造加工的工艺。
尽管复合材料看上去是一种颇具未来色彩的技术，但从许多方面来看并非如此，复合材料可以追溯到几百万年前，它贯穿人类历史乃至人类诞生之前的年代。毕竟，木材便是原始的复合材料，因为它由长长短短、被其他物质粘合在一起的纤维构成——跟现代的合成复合材料很像，这些材料通常由被环氧树脂粘合在一起的碳纤维构成。木材是人类进步的主要推动力之一，我们可以从木材中看到复合材料的许多优缺点。
木材重量轻，强度高，能够承受压缩和拉伸，而且很容易加工成其他形状。但它也会沿着与其纹理一致的轴线裂开。同样，复合材料也会出现许多问题，包括出现层间断裂。
ST Engineering的先进材料解决方案主管杰里米·科赫(Jeremy Koh)说，新型复合材料技术迄今面临的最大挑战是，随着时间的推移，它们会因疲劳而崩裂。他的公司目前正在试验用复合材料替代飞机上的钛螺栓，这种复合材料是用Arris的制造工艺生产的。
初步测试表明，新的复合材料螺栓性能与金属螺栓一样好。同时，它们更轻，更容易制造，有可能更便宜，而且不会因为与俄罗斯和中国这两大主要钛供应国有关的地缘政治供应链问题而受到影响。
科赫还不知道这些复合材料螺栓的长期性能如何，这要等他的公司做完多次稳定性测试之后才知道，这些测试是此类部件取得认证所需的必要环节。
另一些运用这些新型复合材料的产品，尤其是消费品不需要等那么长时间就能上市。Arris正在与至少一家公司洽谈在虚拟现实头戴设备中使用其复合材料的事宜，目前重量是普及虚拟现实头戴设备的主要障碍。
目光再放远一点，有朝一日，我们有可能会买到用复合材料而非金属制造的智能手机。汽车也是一样。但里斯说，这样要看消费者的惯性，即使是最好的技术，也无法突破这种惯性——消费者喜欢将金属与质量好联系在一起，哪怕金属其实并不是最坚固、最轻或最适合特定用途的材料。