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復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，在宏觀或微觀上組成具有新性能的材料，其綜合性能往往優(yōu)于原組成材料。作為結(jié)構(gòu)材料使用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，尤其是連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，擁有較高的比強(qiáng)度和比模量，在航天、航空、汽車、化工等領(lǐng)域有著突出作用。

3D打印具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成型形狀可設(shè)計(jì)、無(wú)需模具等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)、航天、航空等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。近年來(lái)，利用3D打印技術(shù)制造連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的工藝逐漸成熟。當(dāng)前的連續(xù)纖維復(fù)合材料打印工藝分為兩種，一種是將纖維和樹脂在打印噴嘴處融合并直接擠出，另一種是先將纖維和樹脂結(jié)合制成預(yù)浸帶，再利用3D打印的方式制備成型。

西安交通大學(xué)團(tuán)采用將纖維和樹脂直接融合擠出的工藝，打印出碳纖維增強(qiáng)的聚乳酸復(fù)合材料，其強(qiáng)度比聚乳酸純材料提升4倍以上[1]。東京理科大學(xué)也采用直接擠出纖維和樹脂的工藝，打印出了連續(xù)纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，性能也有極大的提升（圖1）。

美國(guó)Markforged公司則采用先制備纖維預(yù)浸帶，再將其與熱塑性材料同時(shí)擠出的工藝，成功實(shí)現(xiàn)了連續(xù)碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制造。該打印機(jī)采用兩個(gè)獨(dú)立噴頭，一個(gè)噴頭擠出熱塑性樹脂，另外一個(gè)輸送連續(xù)纖維預(yù)浸絲束，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件輪廓與內(nèi)部填充結(jié)構(gòu)的制造，以兼顧復(fù)合材料零件精度與性能。

參考文獻(xiàn)：

1. Xiaoyong Tian. Interface and performance of 3D printed continuous carbon fiber reinforced PLA composites. Composites: Part A 88,198-205(2016).
2. Ryosuke Matsuzaki. Three-dimensional printing of continuous-fiber composites by in-nozzle impregnation. Scientific reports.6 23058(2016).