現(xiàn)今，隨著多種材料3D打印機(jī)登堂入室，復(fù)合材料的打印成為3D打印趨勢，然而3D打印技術(shù)面臨的問題是打印復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的性能較差，不適合做為高強(qiáng)度用途的功能部件。

在權(quán)衡打印質(zhì)量、打印分辨率和打印速度，以及材料的性能方面，當(dāng)前通常的做法是在FDM熔融擠出式技術(shù)打印過程中，在熱融塑料的進(jìn)給頭上添加增強(qiáng)纖維，然而，由于絲材是并行的，這兩種材料的融合仍然難以到微觀結(jié)構(gòu)層面的融合。

為了改變這一局面，英國有一幫異想天開的科學(xué)家們在基于光敏樹脂的3D打印技術(shù)層面上，探索復(fù)合材料的打印獲得了突破性的結(jié)果。

為了充分控制復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的分布和方向，英國Bristol大學(xué)找到了代替熔融長絲的3D打印復(fù)合材料的方法，該方法是基于光敏樹脂技術(shù)的3D打印技術(shù)。

新的復(fù)合材料打印技術(shù)通過超聲波來定位數(shù)以百萬計(jì)的微小增強(qiáng)纖維，形成一個(gè)微觀的加固框架，超聲波的作用與激光束同時(shí)作用，通過超聲波用來誘導(dǎo)材料的微觀結(jié)構(gòu)排列，通過激光束用來固化環(huán)氧樹脂。

這項(xiàng)突破是基于3D打印液體聚合物的一個(gè)靈感，液體中混合著數(shù)以百萬計(jì)的細(xì)小纖維和光敏樹脂，對于工程師來說，最大的挑戰(zhàn)是找到一種方法來處理這些微小的纖維，以使它們能夠提供復(fù)合材料所提供的優(yōu)異強(qiáng)度。最后，他們發(fā)現(xiàn)，超聲波可以用來將纖維排列成可編程的模式。在打印過程中，可以通過切換超聲波駐波模式來控制每個(gè)纖維的精確定位。

超聲波有效地在液態(tài)樹脂中創(chuàng)建了一個(gè)力場，纖維向低壓區(qū)域?qū)�齊，在通過聚焦的激光束固化光敏樹脂的過程中，將這些纖維也固化在一起。

該超聲波裝置是模塊化的，可以安裝到現(xiàn)成的3D打印設(shè)備上，這個(gè)過程帶來很大的靈活性，可用于創(chuàng)建傳統(tǒng)方法不可能實(shí)現(xiàn)的打印模式。科學(xué)家宣稱幾乎任何類型，大小或形狀的微型纖維都可用于新的系統(tǒng)內(nèi)，這使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在智能材料領(lǐng)域獲得更大的探索空間。

該團(tuán)隊(duì)的研究論文：“通過超聲排序的微觀結(jié)構(gòu)3D打印”，發(fā)表在《智能材料與結(jié)構(gòu)》雜志上。

(責(zé)任編輯：admin)

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