根据德国ACAM亚琛增材制造中心，3D打印企业在全世界范围普遍来说并没有实现很好的盈利，一个关键点是从应用的产业化角度来看，可以实现盈利的制造模式应该是具有经济效益的数字驱动的端到端的制造工艺链为核心，而当前3D打印陷入在一个两难的境地，往往是当规模扩大的时候，随之而来的生产成本以级数级别的增加，这反过来使得要实现盈利成为非常具有挑战的事情。增材制造将朝着软件和数据驱动的自进化智造技术方向发展，智能模拟和人工智能的应用将使得硬件拥有更“聪明的大脑“，更”灵敏的神经“以及”更准确的双手“，让加工变得更高效。

▲SEPP项目：开发3D打印智能模拟技术

© RWTH DAP

目前，3D打印在扩大生产规模时往往面临成本急剧上升的问题。这可能是由于生产效率不高、材料成本增加、设备折旧等因素造成的。这种成本的级数增长使得规模化生产变得不经济，从而难以实现盈利。

未来的增材制造技术将朝着自进化的方向发展，这意味着制造系统能够根据实时数据和反馈自我优化，不断改进生产效率和产品质量。”

3D科学谷发现

3D Science Valley Discovery

关键点：

德国亚琛完成的SEPP项目在模拟技术方面的创新主要包括以下几个方面：

• 简化的模拟模型：SEPP项目没有依赖于复杂且计算密集的模型，而是开发了简化的模拟模型，这些模型在保持足够准确性的同时，能够预测如变形等缺陷，适用于大型部件的模拟。
• 提高熔池尺寸计算的准确性：项目进一步开发了PBF-LB/M工艺模型，显著提高了熔池尺寸计算的准确性，这对于预测熔池几何形状和温度分布至关重要。
• 快速的温度场计算方法：项目开发了一种新方法，可以在不到一小时内完成温度场计算，这对于模拟过程的效率提升具有重要意义。
• 数值模型简化技术：成功实施了数值模型简化技术，能够快速计算宏观尺度上的温度和应变分布，进一步提高了模拟过程的效率。

这些创新成果不仅提高了制造质量，还为PBF-LB/M技术的工业应用提供了坚实的基础。

Insights that make better life

 智能模拟

基于激光的增材制造技术，例如使用激光处理粉末材料的 PBF-LB/M 工艺，为功能性金属部件的生产提供了几乎无限的几何设计自由。尽管具有这种潜力，但由于某些与工艺相关的限制，这些技术仅得到部分利用。这些限制会影响工艺区局部和整个部件的物理过程，从而导致残余应力和部件变形等问题。

为了解决这些缺点，SEPP（基于模拟的激光束粉末床金属熔合工艺分析，PBF-LB/M）项目在过去几年中一直致力于优化 PBF-LB/M 工艺的模拟。

SEPP项目是一个专注于优化基于激光的粉末床熔融（PBF-LB/M）工艺的模拟研究项目。该项目的目标是通过智能模拟技术提高金属部件3D打印的效率和准确性。项目团队开发了简化的模拟模型，这些模型足够准确，能够预测如变形等缺陷，同时避免了复杂且计算密集的模型。项目由德国研究联盟（Deutsche Forschungsgemeinschaft，简称DFG）资助，这是一个独立的全国性科学资助机构，负责资助德国高等院校和公共性研究机构的科学研究，是欧洲最大的科研促进机构之一。

SEPP 项目的目标是通过智能模拟技术使金属部件的 3D 打印更加高效和准确。该项目没有依赖难以应用于大型部件的复杂且计算密集的模型，而是寻求开发简化的模拟，这些模拟仍然足够准确，可以预测变形等缺陷。

该项目进一步开发了 PBF-LB/M 工艺模型，该模型已通过实验测量成功验证。熔池尺寸计算的准确性得到了显着提高。现在，一种新方法可以在不到一小时内完成温度场计算。3D科学谷了解到目前该项目在模拟镍基合金 Inconel 718 方面特别成功，可以准确预测熔池几何形状和温度分布。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

在PBF-LB/M工艺模型的开发上，SEPP项目取得了显著进展，特别是在模拟镍基合金Inconel 718方面。通过实验测量，项目验证了模型的准确性，并显著提高了熔池尺寸计算的准确性。项目还开发了一种新方法，能够在不到一小时内完成温度场计算，这对于预测熔池几何形状和温度分布至关重要。

这些结果为制定最小化残余应力和变形的策略奠定了基础。此外，SEPP项目还成功实施了数值模型简化技术，可以快速计算宏观尺度上的温度和应变分布，进一步提高了模拟过程的效率。还进行了实验变形测量，证实了模拟结果并为进一步优化模型提供了宝贵的数据。

SEPP项目通过智能模拟技术使金属部件的3D打印更加高效和准确，这些技术的应用为3D打印技术的发展和工业应用开辟了新的可能性。

该项目由 DGF – 德国研究联盟 (Deutsche Forschungsgemeinschaft Consortium) 资助，由RWTH DAP （亚琛工业大学数字增材制造生产研究所）和RWTH NLD联合完成。

RWTH DAP

RWTH Aachen University 的 Chair for Digital Additive Production (DAP) 亚琛工业大学数字增材制造生产研究所是一个专注于数字增材制造技术的研究和开发的部门。RWTH DAP 研究所涉及的研究领域包括增材制造过程链的所有垂直和水平元素，从组件设计、供应链、生产和组件处理到增材制造组件的应用属性。RWTH DAP 的研究重点在于面向可扩展规模化生产的增材制造设备、材料、设计、过程及系统技术的进一步发展，以及软件驱动的端到端过程。

RWTH NLD

RWTH Aachen的 Nonlinear Dynamics of Laser Manufacturing Processes (NLD) 是一个专注于激光制造过程中非线性动力学的研究和教学机构。RWTH NLD 与 Fraunhofer ILT-弗劳恩霍夫激光研究所、RWTH LLT亚琛工业大学激光技术、RWTH TOS光学系统技术和RWTH DAP 等机构合作，提供学生和毕业生的工作机会，并在激光技术领域进行基础和应用相关的研究。

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当前增材制造连续碳纤维的技术正在快速发展，随着新材料、新工艺和新设备的开发，预计未来几年将实现更多的技术突破和应用扩展。根据3D科学谷的市场洞察，国内当前的研究热点涵盖了增材制造技术在复合材料连接、层间断裂韧性测试、预浸线材制备、纤维方向优化、力学性能研究、失效机制分析、蜂窝结构制造、冷却模型、加筋圆柱壳制造、翘曲变形优化以及点阵结构成型工艺方面的最新进展。

通过改进材料的制备方法、优化打印工艺参数、提高纤维与基体的结合程度、以及开发新的成型工艺，共同推动了复合材料力学性能的提升，为复合材料在高端装备领域的应用提供了技术支持。本期，

通过节选近期国内在连续碳纤维方面的实践与研究的多个闪光点，3D科学谷与谷友一起来领略的这一领域的研究近况。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

“碳纤维增强复合材料（CFRP）具有优异的强度和刚性，有助于提高无人机的结构稳定性和耐撞性。3D打印可以根据无人机的特定应用需求定制材料属性和结构设计，如不同的刚度、强度或重量分布。碳纤维3D打印一体成型技术在制造复杂结构的陆空两栖无人机方面具有巨大潜力。这种技术可以提供设计的灵活性、轻量化的结构、以及提高生产效率。”

图片来源：MarkForged

3D科学谷发现
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本期研究精华亮点

金属与CFRP穿透增强连接结构低速冲击损伤特性与结构优化

• 使用金属激光选区熔融技术制造金属突触结构，并与T300斜纹编织CFRP共固化模压成型形成穿透增强连接结构。
• 突触高度增加能有效抑制复合材料冲击分层。
• 突触特征尺寸、突触阵列密度影响复合材料内部缺陷。

增材制造CFRP-II型层间断裂韧性的缺层置换测试法及其参数化分析

• 提出了一种新型层间预制裂纹制备方法，即缺层置换法。
• 探索了打印温度、打印速度对增材制造CFRP-Ⅱ型层间断裂韧性的影响。

短-连续碳纤维同步增强热塑性复合材料预浸线材制备及3D打印工艺分析

• 提出同步增强预浸线材制备及3D打印工艺。
• 研究了预浸线材制备工艺路线、参数对其浸渍程度、纤维含量及抗拉强度的影响。

复合材料连续纤维方向及路径优化设计方法研究进展

• 介绍了纤维增强复合材料的纤维方向及路径优化设计方法。

连续碳纤维增强尼龙复合材料的3D打印研究

• 研究了挤出宽度、层厚、打印温度对打印材料拉伸性能以及弯曲性能的影响。
• 探究了退火后处理对材料力学性能的影响。

玻璃与碳纤维混杂增强复合材料3D打印与实验

• 研制了双喷头连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构增材制造平台。
• 分析了不同结构试件的弯曲力学性能与失效模式。

基于同步辐射的3D打印CCF/PEEK复合材料失效机制及缺陷分析

• 分析了拉伸/弯曲过程中碳纤维/树脂界面和层间的失效模式及机制。

3D打印连续碳纤维/聚酰亚胺蜂窝芯材及其静态压缩力学行为研究

• 以聚酰亚胺树脂为基体，以连续碳纤维为增强相3D打印出蜂窝芯材。
• 进行了静态压缩力学行为分析。

3D打印连续碳纤维复合材料冷却模型及变形研究

• 建立了冷却模型，探究了不同打印参数下复材丝温度随时间的变化。

连续纤维增强加筋圆柱壳回转3D打印工艺及其轴压性能研究

• 提出了一种基于材料挤出成形技术的加筋圆柱壳回转3D打印工艺方法。

FDM成型工艺对PEEK/CGF复合材料翘曲变形的影响

• 研究了打印过程中的热效应对连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料样件翘曲变形的影响。

连续纤维增强复合材料点阵结构成型工艺研究进展

• 介绍了连续纤维增强复合材料二维点阵、三维点阵结构的成型工艺。

Insights that make better life

 金属与CFRP穿透增强连接结构
     低速冲击损伤特性与结构优化

赵坤鹏1,2郑会龙1康振亚1张赛勒1,2董海斌1,2

1. 中国科学院工程热物理研究所2. 中国科学院大学航空宇航学院

摘要：

为提升金属与复合材料连接结构的抗冲击性能，使用金属激光选区熔融技术制造金属突触结构，并与T300斜纹编织碳纤维复合材料（CFRP）共固化模压成型形成穿透增强连接结构，通过夏比摆锤冲击试验验证突触连接结构的抗冲击性，基于CFRP损伤形式与冲击吸收功对突触形貌等影响因素进行分析优化设计，并完成有限元仿真对比计算。实验结果表明：穿透增强连接方式能够避免由于开孔带来的金属应力集中与碳纤维切断，冲击吸收功为68.54J，较于螺栓连接提升216.1%；突触高度增加能够有效抑制复合材料冲击分层，突触特征尺寸、突触阵列密度影响复合材料内部缺陷，其冲击吸收功随着突触特征尺寸、突触阵列密度的增大先增加后减少；基于突触特征尺寸变化进行有限元仿真，仿真值与试验结果偏差小于17%，损伤形式基本一致。

 增材制造CFRP-II型层间断裂韧性的
     缺层置换测试法及其参数化分析

赵煜1熊家豪1药天运2,3贾梦怡1胡海洋1杨冰晨1

1.长安大学公路学院2. 长安大学建筑工程学院3. 西安桥邦工程检测有限公司

摘要：

为实现增材制造碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer-CFRP)Ⅱ型层间断裂韧性的测试分析，并量化打印参数对Ⅱ型层间断裂韧性的影响规律，推进增材制造CFRP技术在桥梁结构中的应用，本文分别从试验及仿真分析两方面展开了相关研究。首先，对打印工艺进行优化并提出了一种新型层间预制裂纹制备方法，即缺层置换法，并利用该方法探索了两类关键打印参数(打印温度、打印速度)对增材制造CFRP-Ⅱ型层间断裂韧性的影响规律。其次，基于内聚区理论建立了不同打印工况下预制裂纹试件端部缺口梁三点弯曲(End notched flexure-ENF)试验的仿真模型，并完成了仿真结果与试验数据的对比分析。结果表明：两类关键打印参数对增材制造CFRP-Ⅱ型层间断裂韧性的影响明显，且打印温度的影响更强。当打印温度从245℃提升至285℃，试验荷载峰值的变化幅度范围为18%～27%，层间断裂韧性的变化幅度范围为14%～32%；当打印速度从20 mm/s提升至60 mm/s，试验荷载峰值的变化幅度范围为4%～31%，层间断裂韧性的变化幅度范围为4%～16%。同时，仿真结果与试验数据的相对误差均控制在10%以内，表明本次所获试验数据合理且稳定，故缺层置换法可用于制备增材制造CFRP预制裂纹试件，且传统工艺复合材料仿真方法同样适用于增材制造CFRP的仿真分析。因此，本研究可为后续增材制造CFRP桥梁结构层间力学性能的量化分析提供技术支撑。

 短-连续碳纤维同步增强热塑性
     复合材料预浸线材制备及3D打印工艺分析

王福吉1,2王公硕1,2王洪全1,2付饶1,2吴博2王琦1,2

1.大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室2. 大连理工大学辽宁省先进复合材料高性能制造重点实验室

摘要：

碳纤维增强热塑性复合材料3D打印技术，是实现先进复合材料复杂结构件一体化制造的有效途径。由于短纤维不连续、连续纤维间基体的载荷传递能力弱，3D打印短或连续碳纤维等单一形态纤维增强热塑性复合材料的力学性能提升进入瓶颈期。发展短-连续碳纤维同步增强热塑性复合材料(Short-continuouscarbonfibersynchronousreinforcedthermoplastic composites, S/C-CFRTP) 3D打印技术，是突破复合材料复杂结构件高质量制造技术瓶颈的重要途径。然而，由于含短纤维的基体熔融黏度大、3D打印温压时变性强，现有原位浸渍工艺难以保证基体对连续纤维的充分浸渍，导致3D打印S/C-CFRTP力学性能较差，无法满足工程应用需求。提高纤维-基体浸渍程度是实现S/C-CFRTP高质量3D打印的关键。基于离线浸渍方法，提出同步增强预浸线材制备及3D打印工艺。研究了同步增强预浸线材制备工艺路线、参数对其浸渍程度、纤维含量及抗拉强度的影响，提出了“混合-浸渍-定形”工艺路线、“小制丝速度-大出口直径”工艺参数的预浸线材高质量制造策略，其抗拉强度达448.70 MPa。同时，通过对比不同打印工艺成形样件的空隙、纤维含量和抗拉性能，发现预浸线材挤出工艺将S/C-CFRTP的空隙率降低近一半，纤维含量提高约7%，抗拉强度和模量提升约18.6%和11.6%，达约430.45 MPa和38.51 GPa。

 复合材料连续纤维方向
     及路径优化设计方法研究进展

李贵兴1,2陈园1,2叶林1,2

1.深圳市连续碳纤维复合材料智能制造重点实验室(南方科技大学)2. 南方科技大学系统设计与智能制造学院

摘要：

连续纤维增强复合材料因其优异的比刚度、比强度等特性，在航空航天、国防军工、医疗器件等高端装备领域得到了广泛的关注和应用。其中，纤维方向对连续纤维增强复合材料的力学性能有着重要影响，但是由于常规制造工艺的局限，纤维路径通常沿0°、45°、90°等规律一致的方向来设定，连续纤维增强复合材料的优势无法被充分利用。如今，3D打印技术促进了制造具有复杂曲线纤维路径复合材料的发展，其对应的纤维方向及路径优化设计方法正逐步引起国内外专家学者的重点关注。本文围绕纤维增强复合材料的纤维方向及路径优化设计方法，介绍了正交各向异性材料方向优化理论，回顾了纤维角度优化方法，总结了现有纤维路径规划算法，探讨了相关前沿问题并做出了未来展望。本文为高性能连续纤维增强复合材料的优化设计和制造提供了重要信息，有助于推动高性能连续纤维增强复合材料的快速发展和广泛应用。

 连续碳纤维增强尼龙
     复合材料的3D打印研究

冯嘉伟1费国霞1夏和生1王占华1余文柏2

1.四川大学高分子研究所,高分子材料工程国家重点实验室2. 重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司

摘要：

连续碳纤维增强复合材料具有高强度、刚性、耐磨、耐高温和轻量化等优点，适用于需要高性能且轻量化的领域。将三维(3D)打印技术用于制备连续碳纤维增强复合材料则具有更高效、低成本、高材料利用率和灵活生产等优势。本文开展了连续碳纤维增强尼龙复合材料的3D打印研究，研究了挤出宽度、层厚、打印温度对打印材料拉伸性能以及弯曲性能的影响，并探究了退火后处理对材料力学性能的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)观察了3D打印样品的切割横截面和拉伸断裂失效横截面，在不同工艺参数条件下，分析和讨论了打印样品和后处理打印样品的内部结构和力学性能之间的关系。结果表明，当挤出宽度为0.65 mm时打印样品力学性能最佳，拉伸强度和拉伸模量为501.51 MPa和31.70 GPa,弯曲强度和弯曲模量为164.53 MPa和31.91 GPa;当层厚为0.1 mm时打印样品力学性能最佳，拉伸强度和拉伸模量为520.78 MPa和36.59 GPa,弯曲强度和弯曲模量为168.43 MPa和32.31 GPa,之后力学性能随着层厚的增加而减小。打印温度对打印样品的力学影响较小。退火后处理对打印样品的力学性能具有一定的优化效果，拉伸强度提升效果有3.07%,弯曲强度提升了51.27%。

 玻璃与碳纤维混杂增强
     复合材料3D打印与实验

栾丛丛、牛成成、林志伟、钱俊、傅建中

浙江大学机械工程学院

摘要：

本研究基于热塑性材料熔融沉积成型工艺，研制了双喷头连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构增材制造平台，制备了不同混杂比的纤维增强热塑性复合材料结构试件，分析了不同结构试件的弯曲力学性能与失效模式，探索了嵌入碳纤维智能层的混杂纤维增强热塑性复合材料的力阻行为。结果表明：比较纯热塑性材料结构件，玻璃纤维增强复合材料结构件弯曲强度提高了115.99%,碳纤维增强复合材料结构件弯曲强度提高了198.76%;玻璃纤维与碳纤维混杂增强复合材料结构件具有负弯曲强度混杂效应和正弯曲模量混杂效应。可根据碳纤维电阻相对变化率对混杂增强复合材料结构的应变与断裂破坏状态进行实时自感知。研究结果为连续玻璃纤维与碳纤维混杂增强热塑性复合材料结构件的高质高效制造与智能化提供了新工艺与新思路。

 基于同步辐射的3D打印
     CCF/PEEK复合材料失效机制及缺陷分析

吴若涵1康友伟2田小永2刘腾飞2刘铮铮1

1.华中科技大学电气与电子工程学院2. 西安交通大学机械工程学院

摘要：

针对丝材预浸渍处理的连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料（CCF/PEEK），采用同步辐射μCT表征手段，分析了拉伸/弯曲过程中碳纤维/树脂界面和层间的失效模式及机制，结合缺陷和拉伸力学性能分析，揭示了预浸渍处理对CCF/PEEK材料结构和力学性能的影响。研究结果表明：由于不良浸渍及层间温度梯度，预浸渍样品在纤维/树脂界面和层间均存在缺陷，并随拉伸/弯曲载荷作用演变为层间裂纹，原丝样品则发生纤维脱粘和拔出；预浸渍处理后试样平均拉伸强度提高17.21%，孔隙率降低56.6%，树脂充分渗入纤维丝束，明显改善了材料纤维/树脂界面结合和力学性能。

 3D打印连续碳纤维/聚酰亚胺
     蜂窝芯材及其静态压缩力学行为研究

干腾海、周东鹏、刘长威

黑龙江省科学院石油化学研究院

摘要：

近年来，随着国内外航空航天事业不断的发展，对飞行装置材料的轻量化、耐高温性和力学性能等要求越来越高，3D打印制备轻质结构复合材料也开始引起科研界的极大关注。在此背景下，以耐温等级高的聚酰亚胺（PI）树脂作为基体，以连续碳纤维（CF）作为增强相3D打印出蜂窝芯材，通过3D打印技术制备出3种不同铺层方式的CF/PI蜂窝结构，进行了静态压缩力学行为分析。结果表明，3种不同叠层方式的CF/PI蜂窝结构的抗压强度由大到小排序为：CF/PI-1蜂窝>CF/PI-2蜂窝>CF/PI-3蜂窝，说明芯材内部的连续碳纤维含量越高，整体的抗压承载能力越强。密度为0.335 g/cm3蜂窝最高的抗压强度可达50.20 MPa，该蜂窝芯材在200℃、300℃下的抗压强度相比室温的压缩强度分别下降28%、44%，说明打印出的蜂窝具有较好的耐热机械性能。对比了实验制备的CF/PI蜂窝与纯PI蜂窝压缩性能，在25℃、300℃下的压缩环境下，同一密度的CF/PI方形蜂窝压缩破坏强度为纯PI蜂窝芯材压缩破坏强度的2倍，且破坏形式存在明显差异，这归因于CF/PI蜂窝树脂层遭到破坏后，连续碳纤维起到力学传递、增强的作用，使得制备出的蜂窝芯材兼具耐高温、抗压缩的良好性能。

 3D打印连续碳纤维复合材料
     冷却模型及变形研究

董传贺1孙晓宇2李旺鑫1贾睿昊1赵欣3

济南国科医工科技发展有限公司2. 哈尔滨理工大学荣成学院3. 济南广康医疗器械有限公司

摘要：

为探究3D打印连续碳纤维复合材料（continuous carbon fiber reinforced composites， C-CFRP）动态冷却行为以及翘曲变形行为，本文首先针对3D打印C-CFRP复材丝，建立了虑及材料物性及打印参数的冷却模型，采用热电偶、热成像仪监测了不同打印参数下复材丝温度随时间的变化，并与冷却模型计算值进行了验证，误差最小为11%。然后针对3D打印C-CFRP薄片件，探究了不同打印参数及尺寸对翘曲的影响，并分别采用热电偶、三坐标测量仪进行了成型过程温度动态变化以及翘曲度的测试。结果表明，挤出丝材高于玻璃化温度时间与打印温度、层厚呈正相关，与打印速度呈负相关；C-CFRP薄片件的翘曲度与层厚、长度呈正相关，与打印温度、打印速度呈负相关；本文为高精度C-CFRP 3D 打印技术的发展提供了参考。

 连续纤维增强加筋圆柱壳回转
     3D打印工艺及其轴压性能研究

刘明良1唐颀2田小永1刘腾飞1秦滢杰1李涤尘1

1. 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室2. 北京宇航系统工程研究所

摘要：

复合材料加筋圆柱壳是一种先进飞行器典型结构，通常采用纤维缠绕工艺制作而成，对模具依赖程度较高，开发周期较长，不利于产品的快速迭代和低成本制造，针对传统成形工艺的不足，结合增材制造低成本快速制造的优势，分析了加筋圆柱壳3D打印技术研究的发展现状，提出了一种基于材料挤出成形技术的加筋圆柱壳回转3D打印工艺方法，开发了回转3D打印工艺装备，设计了针对连续纤维增强复合材料加筋圆柱壳的网格结构与打印路径，回转打印连续碳纤维增强聚乳酸加筋圆柱壳轴压临界载荷和载荷质量比分别达到71 459 N和578.29 N·g-1，同等结构参数下，探究矩形、三角形、菱形网格形状筋条的轴压性能，结果表明菱形网格加筋圆柱壳轴压力学性能最优。

 FDM成型工艺对PEEK/CGF
     复合材料翘曲变形的影响

李久振1战丽2李莞1李云鹏1袁勇超1

1.中国机械总院集团青岛分院有限公司 2. 中国机械总院集团北京机电研究所有限公司

摘要：

为降低连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料增材制造样件的翘曲变形，优化增材制造基础工艺参数，通过单因素试验、Plackett-Burman Design试验与Box-Behnken Design试验，研究了打印过程中的热效应，即保温舱温度、层厚、成型平台温度、打印速度等工艺参数对连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料样件翘曲变形的影响规律，得出如下结论：研究发现打印工艺对翘曲度的影响程度是不同的，影响程度依次为B (层厚)> C (成型平台温度)> A (保温舱温度)。研究发现打印工艺参数之间是会对翘曲变形产生交互作用的，并且影响程度也较为显著(PB析因试验中大于t值)，即B> C> A> AB> BC> D (打印速度)> BD。研究发现喷头温度440℃，成型平台温度100℃，保温舱温度90℃，层厚0.3 mm，道间距为0.5 mm，打印速度2 mm/s时，翘曲度可达到0.23%。

 连续纤维增强复合材料
     点阵结构成型工艺研究进展

冉旭东1,2黄树海1张鹏2韩振宇2周少兰1陈强1

1.西南技术工程研究所2. 哈尔滨工业大学机电工程学院

摘要：

连续纤维增强复合材料(Continuous fiber reinforced polymer composite, CFRP)具有比刚度与比强度高等优势，在航空航天、汽车电子及国防军工等领域得到了广泛的应用和关注。其中，复合材料点阵结构具有极高的结构效率，被广泛使用在轻质夹层结构中，发挥承载结构载荷的关键作用，但是因其结构复杂，大规模一体化制造轻质点阵仍是困扰科研人员的技术难题。本课题介绍了连续纤维增强复合材料二维点阵、三维点阵结构的成型工艺，重点分析了不同点阵结构的成型工艺流程、工艺特点及结构破坏形式，综合对比各成型工艺优势与不足，对连续纤维增强复合材料点阵结构成型工艺进一步发展进行了展望。

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以下文章来源于复合材料力学 ，作者复合材料力学

低空经济是以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。包括农林植保、电力巡检、空中游览、航空运动、医疗救护等传统和新兴应用场景。低空经济的发展，特别是在无人机和电动垂直起降航空器（eVTOL）等领域，对轻量化、高强度材料的需求日益增长，这为碳纤维复合材料的应用提供了广阔的市场空间。

碳纤维是一种轻质、高强度的材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。在低空经济中，碳纤维可用于制造无人机的结构部件、eVTOL的机体和叶片等，以减轻重量、提高性能和燃油效率。例如，无人机和eVTOL的轻量化可以提高其续航能力、载重能力和操控性，这对于物流配送、空中摄影、农业监测等应用至关重要。

随着低空经济的快速发展，预计碳纤维的需求将会进一步增加。中国在碳纤维的研发和生产方面已经取得了显著进展，能够自主生产高档次的碳纤维，满足国内外市场的需求。这不仅有助于推动低空经济的发展，也为碳纤维产业带来了新的增长点。

根据3D科学谷的市场了解，低空经济与碳纤维之间存在着密切的关系。低空经济的发展为碳纤维提供了新的应用领域和市场需求，而碳纤维的轻量化和高强度特性又为低空经济中的航空器提供了性能上的提升，两者相互促进，共同推动了相关产业的进步。

本期谷专栏，借助复合材料力学的分享，3D科学谷与谷友共同领略国内在连续纤维增强复合材料的增材制造方面的新进展。

▲论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.09.032

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

3D科学谷发现

3D Science Valley Discovery

非平面增材制造（NPS）技术：

非平面增材制造（NPS）技术是一种创新的方法，允许在三轴打印机上制造连续纤维增强复合材料的复杂曲面和多孔结构。这项技术通过改进纤维打印头，使得打印头可以在无几何干涉的情况下以倾斜角度进行3D打印，从而提高了打印样品的表面精度和弯曲性能。
在山东大学的研究中，通过非平面切片方法制备的连续碳纤维（CF）、玻璃纤维（GF）和混杂纤维复合材料的弯曲试样显示出了优异的性能。非平面增材制造技术在复杂曲面和多孔结构的制造中显示出了巨大的潜力，它不仅能够提高零件的性能和表面质量，还能够拓宽增材制造技术的应用范围。随着技术的不断发展，未来在高性能复合材料的制造领域，NPS方法有望发挥更加重要的作用。

Insights that make better life

更好的表面质量

一、导读
增材制造技术为连续纤维增强复合材料零件提供了一种快速、高效、灵活的制造解决方案，近年来受到了相当大的关注并不断发展。然而，传统平面逐层堆积成形连续纤维3D打印技术存在一些常见问题，如台阶效应表造成的表面精度差和弯曲特征粘附性差导致的机械性能弱，而连续纤维的非平面制造方法有望解决这一问题，进一步发挥连续纤维材料的优势。

近日，国际著名期刊《Journal of Materials Research and Technology》发表了山东大学机械工程学院、山东大学高效清洁机械制造教育部重点实验室和山东大学增材制造研究中心在基于三轴打印机开展的连续纤维复合材料的非平面增材制造方面的研究。文章开发了一种可调纤维打印头的三轴打印机，实现了预浸连续纤维的非平面切片（NPS）增材制造。研究深入探讨了沉积倾斜角度对打印样品表面粗糙度的影响，从而实现使用连续碳纤维（CF）、玻璃纤维（GF）和混合纤维复合材料的NPS样品的设计与打印。该研究还评估了打印部件的弯曲失效形态，并通过制造双正弦曲面结构和球面网格结构验证了NPS方法的有效性。论文标题为“Non-planar additive manufacturing of pre-impregnated continuous fiber reinforced composites using a three-axis printer”。

二、内容简介
研究者通过改进纤维打印头并且评估了其可成形倾斜角度范围，可以实现在无几何干涉的情况下以15°的倾斜角度进行打印，并保证良好的表面形态。采用非平面切片方法制备了由连续碳纤维、玻璃纤维和混杂纤维复合材料制成的弯曲试样，并对其表面形态和弯曲性能进行了研究。

▲图1.(a) 连续纤维增强复合材料的双打印头，(b) 两种打印模式的示意图，(b1) 平面打印模式，(b2) 非平面打印模式

▲图2.不同倾斜角度面打印的样品的表面形态

为了评估非平面切片方法在提高零件性能和表面质量方面的有效性，研究者设计了一个弧形零件用于弯曲试验和表面形态观察。与使用传统平面切片方法打印的样品相比，使用非平面切片方法打印的连续碳纤维和玻璃纤维曲面样品具有更好的弯曲性能和表面精度。与PS-CF样品相比，NPS-CF样品的最大弯曲力增加了170%，表面粗糙度降低了63%。此外，NPS(CF-GF)和NPS(GF-CF)样品的最大弯曲力产生了积极的混合效应。NPS(CF-GF)样品的最大弯曲力与NPS-CF样品相当，而NPS(GF-CF)样品的最大弯曲力甚至超过了NPS-CF样品34%。

▲图3. (a)曲面弯曲试样的几何尺寸图，(b) 打印的非平面切片弯曲试样和(b)平面切片弯曲试样，(d) 弯曲试验现场图，(e) 力-位移曲线和(f) 弯曲试样的弯曲力结果

此外，为了验证该方法在复杂表面和多孔结构成形中的可行性，研究者设计了两个典型部件并制造了非平面增材制造：双正弦弯曲结构和弯曲网格结构。这些打印案例突显了NPS方法在形状成型能力方面相较于传统PS方法的优势，尤其是在复杂曲面和曲面多孔结构的制造上，研究结果证实了所提方法在制造连续纤维增强复合材料方面的一定适用性。

▲图 4. 双正弦曲面结构的纤维布局和打印流程

▲图5. 曲面网格结构的打印流程

三、小结
该研究基于三轴打印机成功对连续纤维增强复合材料进行非平面增材制造，与平面增材制造相比，非平面增材制造在连续纤维复合材料打印件的表面精度、力学性能及复杂结构方面具有显著优势。这项研究提升了3D打印连续纤维复合材料的制造水平，拓宽了普通三轴打印机的制造能力，同时也为基于多轴打印机的连续纤维复合材料非平面增材制造提供了一定的参考。

来源
复合材料力学 l

山东大学《JMRT》：利用三轴打印机进行连续纤维增强复合材料的非平面增材制造

原始文献
Shouling Ding, Bin Zou, Qingyang Liu, Xinfeng Wang, Jikai Liu, Lei Li, Non-planar additive manufacturing of pre-impregnated continuous fiber reinforced composites using a three-axis printer,Journal of Materials Research and Technology, 2024, https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.09.032.

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 导语

纤维增强复合材料因其优异的强度重量比和多功能性，在航空航天、汽车等高端制造业广受青睐。纤维增强复合材料3D打印技术的发展将为轻量化制造、功能集成、高性能轻量化结构件的快速制造等方向带来革命性的突破，对推动先进制造业升级具有重要意义。

为满足行业产、学、研、用的深入探讨了交流，Formnext + PM South China主办方广州光亚法兰克福展览有限公司联合国际先进材料与制造工程学会（SAMPE）增材制造专业委员会决定于2024年8月30日组织“纤维增强复合材料3D打印技术及应用论坛”，为纤维增强复合材料3D打印技术的企业、航空航天、发动机、新能源、轨道交通、船舶、汽车等领域的终端用户、先进制造装备研发与生产机构、大学院校提供一个技术交流、行业上下游商务洽谈、战略合作的平台，从而推进先进制造装备的研发与更新换代，助力中国新质生产力的高质量发展。

论坛日期：8月30日

论坛时间：10:00-12:20 AM

论坛地点：深圳国际会展中心（宝安新馆）13号馆A55论坛A区

 嘉宾介绍及论坛议程

演讲主题

高性能连续纤维增强复合材料增材制造与应用探索

演讲时间：8月30日 10:00-10:20

嘉宾介绍

刘腾飞

助理教授

西安交通大学

刘腾飞，男，工学博士，西安交通大学助理教授，长期从事高性能连续纤维增强复合材料3D打印与太空3D打印技术研究，主持国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划子课题、陕西省重点研发计划等项目，推动了相关研究成果的产业化应用，支撑了我国首次连续纤维太空3D打印试验，在航空航天领域形成了卫星承力筒、无人机支架等典型应用案例，在《Composite Part A》、《Journal of Cleaner production》、《Additive Manufacturing》等国际顶尖期刊上，发表SCI论文7篇，其中2篇为ESI高被引论文，获得“2019 Composites Part A Highly Cited Paper Award”最高引用论文奖，获得“第五届优秀论文奖”。获授权发明专利5项。连续纤维3D打印相关成果分别入选2020年“科创中国”先导技术榜单，获得2021年度 SAMPE中国创新奖、2022年陕西高等学校科学技术研究优秀成果一等奖。

演讲主题

3D打印工艺如何赋能复材领域

演讲时间：8月30日 10:20-10:40

嘉宾介绍

赵卫生

院长

产研新材料研究院（德州）

高级工程师，10年以上复合材料相关技术及管理经验。了解多种高性能复合材料成型工艺特点。参与国家“863”计划项目4次，国家“973”计划项目1项;参与军品配套研制项目等科研项目3项。获得省部级奖项一等奖3项，二等奖3项。在核心期刊发表专业学术论文10余篇。授权发明专利14项，实用新型专利20项。

演讲主题

增强复合材料连续纤维3D打印技术机理与多元应用解析

演讲时间：8月30日 10:40-11:00

嘉宾介绍

刘 瑞

总经理

Anisoprint阿奈索三维打印科技（苏州）有限公司

刘瑞，现任阿奈索首席执行官。在 3D 打印领域深耕多年，拥有深厚的专业经验和卓越的行业认知。带领团队突破连续纤维 3D 打印技术难关，推动技术创新与商业化。重视技术研发与人才培养，研发出的产品性能遥遥领先。

演讲主题

热塑性复合材料基材开发及应用

演讲时间：8月30日 11:00-11:20

嘉宾介绍

张守玉

副总经理

南京特塑复合材料有限公司

张守玉，男，高级工程师，南京特塑复合材料有限公司副总经理、SAMPE中国热塑性复合材料专业委员会委员、江苏省复合材料学会青年委员会委员、主要从事高性能热塑性复合材料预浸料制备和成型技术的开发和产业化工作，授权发明专利20余项，发表论文20余篇。

演讲主题

复合材料打印技术助力无人机产业加速升级

演讲时间：8月30日 11:20-11:40

嘉宾介绍

李 波

技术经理

马路科技顾问股份有限公司

技术经理，2013年就职马路科技顾问股份有限公司，先后负责3DSystems ，Bigrep, Markforged等多种3D打印技术应用工程师，熟悉3D打印产业化应用方案 凭借多年实干经验先后为各类企业提供产业化3D打印落地实施，为企业降本增效提供有力的帮助。

演讲主题

非接触式应变测量技术汇报

演讲时间：8月30日 11:40-12:00

嘉宾介绍

宋林协

副院长

万测深圳研究院

万测深圳研究院副院长，第二代高温持久蠕变试验机及多通道高温蠕变持久试验机创造者、1200℃低压大电流高温炉设计者。擅长高温蠕变持久试验机、高温环境附件、非接触式视频引伸计等研发工作，获得过多项专利。从事材料力学检测设备开发十多年。

时间

8月28日（星期三）9:30-17:00

8月29日（星期四）9:30-17:00

8月30日（星期五）9:30-16:00

地点

深圳国际会展中心13号馆

行业大咖齐聚

深入畅谈行业的发展趋势与技术前瞻

为您增添更多元信息触角

8月28至30日

欢迎莅临Formnext+PM South China！

Formnext+PM South China深圳展，承接德国Formnext展览会的成功理念，展会涵盖3D打印，增材制造全产业链高端展示，包括高性能材料、创新增材解决方案、增材设备，烧结及后处理技术、检测设备等一系列前沿技术和设备，从原材料到成品，从设计到后处理，致力为业界捕捉市场趋势，拓宽高端制造业的未来版图。2024年展会规模达20,000平方米，预计将吸引逾300家企业参展及超过15,000名观众到场参观。

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如今，基于粉末床熔融工艺的钛合金增材制造技术在骨科植入物制造领域已走向了商业化阶段，无论是国际市场还是中国市场中都出现了多家获得审批上市钛合金增材制造骨科植入物产品，典型的产品包括脊椎融合器、髋臼杯。

除了钛合金材料，镁合金材料的骨科植入物应用（如螺钉或骨板）也是一个受到关注的领域，主要是因为镁合金是制造生物可吸收植入物的一种理想材料。但是，由于镁合金的高亲氧性、自燃风险等特性，使得基于粉末床熔融的镁合金增材制造充满挑战。研究人员正在开发新的合金设计、加工技术、粉末处理方法和增材制造策略，以实现镁合金在植入物增材制造中的有效应用。除了这些探索方向，熔融颗粒制造（FGF）、粘结剂喷射（BJ）这类3D打印与烧结相结合的间接增材制造技术，是镁合金增材制造的另一个研究方向。与基于粉末床熔融的增材制造技术相比，基于粘合剂烧结的增材制造技术能够生产中空甚至复杂的闭孔结构，且不需要脱粉，并且粘结剂可以保护镁粉不与空气接触，安全问题大大减轻。此外，烧结过程会产生均匀的微观结构，有利于材料的各向同性和均匀降解。

本期谷.专栏分享的即是一项围绕粘结剂熔融颗粒制造(FGF)的增材制造-3D打印技术制备Mg-6.3Gd镁合金骨支架结构的研究。相关文章以”Comparison between compression tested and simulated Mg-6.3Gd bone scaffolds produced by binder based additive manufacturing technique” 为题，发表在《Journal of Magnesium and Alloys》期刊。

© 3D科学谷白皮书

▲ 论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213956723001652

 研究背景

增材制造技术（additive manufacturing, AM）能够低成本、高效益地制造几何外形复杂的植入材料及器械，在生物医用领域内得到了快速发展和广泛应用。然而，对于可降解镁材料，传统的增材制造技术主要面临以下问题：（1）镁与氧高的亲和力，容易使其粉末颗粒在放热过程自发形成氧化层，氧化层作为颗粒之间的脆性连接很容易被破坏，导致力学性能的恶化；（2）未钝化的镁粉容易自燃，其加工和处理非常困难且危险；（3）镁的高蒸汽压特性所引发的烟雾会对激光束产生影响，增加了增材制造（类似激光粉末床融合）的技术难度。一般来说，除了基于粉末完全熔化的技术特点之外，烧结用于多种粉末固结技术，如金属注射成型（MIM）、熔融长丝制造（FFF）、熔融颗粒制造（FGF）、粘结剂喷射（BJ）等。与镁粉的熔化技术相比，基于粘合剂烧结的增材制造技术能够生产中空甚至复杂的闭孔结构，且不需要脱粉，并且粘结剂可以保护镁粉不与空气接触，安全问题大大减轻。此外，烧结过程会产生非常均匀的微观结构，有利于材料的各向同性和均匀降解。
最近，Helmholtz-Zentrum Hereon的Mohammad Marvi-Mashhadi教授和Regine Willumeit-Römer教授课题组基于粘结剂的3D打印方法，即熔融颗粒制造（FGF）技术，制备出形状复杂、开放多孔的Mg-6.3Gd骨支架。该支架具有良好的强度（51 MPa）和40%以上的开孔率。采用压缩测试获得的金属注射成型技术（MIM）所制备的参考材料数据，进行Abaqus/Explicit数值模拟建模，然后将3D打印骨支架材料的压缩测试性能与模拟结果进行比较，以验证建模策略的合理性。该模拟模型有望成为植入物全生命周期的数字孪生的组成部分，为特殊力学需求的植入材料发展提供支持。

 图文导读

文章首先通过熔融颗粒制造的3D打印技术制备出Mg-6.3Gd骨支架样品（图1a），发现烧结后的试样获得了足够的收缩率（图1b），其微观结构的残余孔隙发生了闭合（图1c）。其中样品最大致密化的烧结时间为32h，接近理论最大值。致密化后的最大收缩率为20.2%、最小封闭残余孔隙率为2.4%、支架结构的开放孔隙率为40.6%。光镜图像中可以看到烧结骨支架的内部截面结构（图1b），特别是用红色箭头标记的打印孔洞，在烧结之后仍然可以保留。根据图2的x射线表征，支架中的对角通道中可见明亮的光亮（黄色箭头），说明烧结状态下所打印出的孔隙仍然是相互连接。此外，如图1c所示（见右上角和黄色箭头的放大区域），烧结后支架基体的微观结构中，存在典型显微闭孔结构。由于微观结构中的孔隙度（致密性）对材料的降解性能会产生负面影响，其含量应严格控制且应保持封闭从而减少过快的降解；而宏观的打印孔洞则可以提升细胞粘附性能，是骨支架材料的重要需求。因此，该研究的制备技术在骨支架中实现了较为理想的微观和宏观结构设计。

图1 FGF技术制备的Mg-6.3Gd支架试样（左侧为3D打印样品，右侧为烧结后的样品）；（b）Mg-6.3Gd支架试样的光学显微镜图像。（c）Mg-6.3Gd支架试样的扫描电镜图像

图2 支架整体形貌（左）、x射线图像（中）和背光照片（右）中的通孔结构

在Mg-6.3Gd骨支架样品的制备基础上，研究工作继续对烧结支架进行了压缩试验测试，结果如图3所示。从应力-应变曲线结果可知，尽管短烧结时间8h和长烧结时间32 h后样品的收缩率和残余孔隙率存在较小差异，但支架压缩时的力学行为并没有显著区别，使用中等烧时间16h时的结果也同样类似。该支架的最大抗压强度略低于51 MPa（位置B），然而，作者发现在第一个峰值（位置B）之前，应力-应变曲线存在两个阶段，类似于织构材料中典型的S形孪生曲线。但由于Mg-6.3G支架制备过程的烧结温度略高于固相温度，已接近液相温度，烧结后试样的冷却速度较慢，不会存在组织的各向异性和残余应力。为了揭示图3左图（烧结8h）中支架在A-F应变位置的宏观形态状况，研究工作对支架的压缩试验全过程进行了图像采集。通过图4中第一阶段A位置的支架形态，作者发现前期变形阶段的力学特性源于试样上下底板未完全平行。当试样进入第二阶段时，压缩曲线在25~30 MPa左右趋于平缓。当达到最大塑性变形后，支架结构中的一层支柱发生垮塌，荷载降至40~45 MPa（位置C），之后支架持续坍塌至失效。

图3 Mg-6.3Gd支架材料在638 ℃烧结8h（左）和32h（右）的压缩试验结果

图4 Mg-6.3Gd支架材料（638 ℃烧结8h）的压缩试验过程，其中图a-f的支架形态分别对应图3中的阶段数据。

在压缩试验的基础上，研究对应变10%以下的变形过程进行了数值模拟。预测结果表明，有限元模拟与支架初始力学行为相吻合，相近区域高达5%的应变内（图5）。证实该打印技术能够根据模拟模型，对几何形状复杂的支架进行性能的订制。此外，通过变形支架的Mises等效应力场分布（图6a），可观察到支架交联处的应力集中情况。在此变形阶段，通过等效塑性应变场（图6b）几乎观察不到该支架材料的塑性变形痕迹。值得注意的是，目前的应力-应变曲线模拟结果中，没有捕捉到5%应变后载荷的下降情况。这说明模拟过程中需引入局部损伤和断裂模型，尤其是交点处的高应力集中引发裂缝形成所导致支架的逐渐坍塌。

图5压缩试验过程中Mg-6.3Gd支架的应力-应变曲线（蓝色）和数值模拟（橙色）

图6 10%压缩应变下Mg-6.3Gd变形支架的（a）Mises等效应力场和（b）等效塑性应变场

 结论与展望

综上所述，本研究围绕粘结剂熔融颗粒制造(FGF)的3D打印技术，制备出形状复杂的Mg-6.3Gd合金骨支架结构，证明以上手段对于医用镁金属植入材料及器械的制备具有普遍的适用性。该3D打印骨支架具有良好的强度和刚度，存在40%的孔隙率，并具备宏观结构上的打印通孔和微观结构上的烧结闭孔，其结构特性将有利于骨组织的修复和降解性能的维持。在10%的压缩应变范围内，应力较先集中在支架连接点的相交处，材料几乎不发生塑性变形，其整体应变的协调来源于弹性应变和宏观结构改变。此类研究在未来的发展将朝向更为精细的复杂几何形状，研究支架打印和烧结过程中的溶质原子、析出相等组织结构特征，通过实验和模拟相结合的方式，去进一步探索材料的生物降解性能。

来源：JMACCMg

论文引用信息：
Martin Wolff*, Mohammad Marvi-Mashhadi, Eshwara Nidadavolu, Henrik Lüneburg, Thomas Ebel, Regine Willumeit-Römer. Comparison between compression tested and simulated Mg-6.3Gd bone scaffolds produced by binder based additive manufacturing technique [J]. Journal of Magnesium and Alloys, 2023, 11(8): 2750-2762.

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远铸智能在本届TCT亚洲展上亮相的工业FDM数字化增材制造生产级解决方案，以工程材料增材制造解决方案和高性能材料增材制造解决方案为核心，同时集成了智造云脑INTAMSUITE HUB、制造执行系统 INTAMSUITE MES 等数字化工厂系统，旨在实现从设计到批量生产制造的数字化管理和降本增效的目标。

 新品首发
     工程材料生产级解决方案再升级

展台现场受到最多关注的是此次全球首发的高速FUNMAT PRO 610LT和FUNMAT PRO 310N两款3D打印设备。它们分别针对大尺寸和小尺寸的工业级3D打印需求，提供了高速、高精度的打印能力，满足了对精密零部件制造的严苛要求。

■ FUNMAT PRO 610LT

作为最新发布的超高速工业级3D打印设备，FUNMAT PRO 610LT专为满足大尺寸的工程材料生产需求而量身定制。配备了350℃的喷头温度，120℃恒温腔室设计，实现610x508x508mm大尺寸复杂结构的一体成型。

先进的伺服控制系统，高精度丝杠导轨结构配备远铸智能独特的易剥离、水溶性支撑材料双喷头打印，即使在高速打印下也能确保超高质量的打印效果，满足工业制造的严苛标准。

经过200,000小时生产级打印验证，FUNMAT PRO 610LT在大尺寸零件打印方面的成功率高达90%以上。高速打印技术实现生产效率的进一步提升，为批量生产制造注入了先进的生产力。

▲FUNMAT PRO 610LT执行打印任务

■ FUNMAT PRO 310N

此次发布的FUNMAT PRO 310N可谓是桌面级中的“战斗机”，搭载了100℃的恒温腔室以及全新自研高速打印控制主板，领先的高速高温技术满足尺寸在305x260x260mm工程材料的生产级制造任务。由数台FUNMAT PRO 310N组成的3D打印服务集群，满足工业客户工程材料批量生产需求。

双喷头最高打印速度可达500mm/s，打印加速度达10,000 mm/s2，将工程材料的打印时间缩短50%以上。配合震动补偿技术，即使在这样的高速打印环境下也能保证卓越的打印质量。

——远铸智能的产品经理 叶儒峥

此外，FUNMAT PRO 310N的智能化调平校准功能结合全新的切片软件和云平台管理系统，不仅提升了打印操作的易用性，还实现了远程操控和批量管理的可能性，极大地优化了生产效率和流程管理。

▲FUNMAT PRO 310N高速打印中

■ INTAM新材料发布：PPA-CF和PPA-GF

作为工程材料生产级解决方案的组成部分，展会同期发布了高温尼龙PPA-CF和PPA-GF这两款新型尼龙线材，以其更高的强度和更好的刚性脱颖而出，其吸水率仅为普通尼龙的1/10，同时具备了卓越的耐热性能，进一步拓展行业应用的边界。最新发布的FUNMAT PRO 310N可以支持PPS类和PPA类材料的打印，内嵌的优化材料工艺包最大程度发挥这两款材料的特性。
与此同时，推出包括ABS-GF、PET-CF/GF、PETG、PETG-CF等通用材料包，在不增加额外设备成本的情况下提供更多打印材料的选择，进一步降低客户长期使用的成本。

远铸智能升级的工程材料生产级解决方案为汽车、通用制造等行业带来了生产效率的革新。此次展会带来了包括汽车内、外饰在内的最新行业应用案例，获得了包括整车厂、改装车厂以及一级零部件企业客户的广泛关注。

样件介绍

远铸智能展出的汽车行业3D打印样件

原型制作：助力研发与试制，验证产品外观与功能原型。

工具制造：快速创建和部署用于装配线的夹具、治具和装配辅助工具，实现高效、精准的汽车生产。

小批量定制：3D打印个性化定制成品件，为停产车、汽车前装/后装和小批量车型提供快速复制备件和改装。

 高性能材料生产级解决方案
     赋能高端制造业的突破创新

作为远铸智能整体生产级解决方案的一部分，高性能材料的3D打印能力一直是远铸智能优势所在，此次展会现场展示的包括各种PEEK、PEKK、PEI 9085和碳纤维增强材料的样件，代表了远铸智能一直深耕的航空航天、医疗、军工等高端制造行业的突破创新。

样件介绍

应用在空间站或者航天器上的环控系统，作为终端部件适用。材料以PEEK和PEI 9085为主，主要考虑材料的机械强度、低放气性和耐辐照等特性。

独特的几何形状使其难以通过传统制造工艺生产。由于对机械强度、耐温性和抗辐射性的严格要求、材料有限，使用增材制造技术，各种部件可以相互集成，减少了部件数量，并省去了装配过程中的许多步骤。

样件介绍

PEEK-CF无人机进气道唇口，用于无人机动力进气系统抗EMI设计分析研究。PEEK-CF材料具备优异的比强度和比刚度。设计上采用埋入式进气道布局结构，进气口造型采用尖锥形代替传统的圆弧形，材料上选择吸波性能优异的PEEK-CF，实现抗EMI显著效果。

远铸智能始终致力于通过不断提升的3D打印速度、稳定性、重复性和一致性，为生产级批量制造带来极致投资回报率的工业FDM生产级解决方案，赋能推动制造业的转型升级。

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截至目前，铂力特推出的批量生产金属增材制造设备型号包括BLT-S400，BLT-S450，BLT-S600，BLT-S615，BLT-S800，BLT-S815，BLT-S1000，BLT-S1300，BLT-S1500，能够实现大、中尺寸零部件的组合制造、大尺寸零部件的小批量生产、小尺寸零件的快速批量生产，且设备经过大规模应用考验，出品零件的质量和可靠性受到客户认可。其中，截止到目前，铂力特 BLT-S450系列设备，BLT-S800系列设备稳定运行超过4年；BLT-S600系列设备稳定运行超过8年。

那么如何在信息化、智能化条件下打造增材制造的驱动引擎？如何既要稳还要高效？铂力特增材制造设备研发团队在稳定生产系列设备的基础上进行经过多次优化升级和方案验证，固本开新，推出全新解决方案，更好的助力规模化批量生产。本期，3D科学谷将与谷友一起深度探索关于铂力特如何实现自我超越，打造新质生产力的能力跃升！

 效率倍增

全新升级的铂力特金属增材制造设备BLT-S450成形尺寸为450mm×450mm×500mm，可选择4激光、6激光、8激光不同光数配置，其中8激光相较4激光成形效率可提高约1.8倍。

BLT-S600增材制造设备成形尺寸扩大至650mm×650mm×850mm，最高可配置16激光，16激光相较4激光成形效率可提高约3.5倍。

BLT-S800增材制造设备最高可配置20光，20激光相较4激光成形效率可提高约2.9倍。超多激光实现大幅面零件研制和中型幅面零件批产的超高效生产。

升级设备标配单刀双向动态铺粉，可智能识别零件轮廓，实现多段自动变速，提高铺粉效率；升级设备支持多光100μm大层厚打印，在保证成形质量的同时提高成形效率。设备搭载的铂力特BLT-BP V2 软件可实现大尺寸零件一次性高效剖分，缩短打印前的剖分时间和准备时间；BLT-BP V2支持多光分割线自由移动，优化多光之间的协同利用率，提升设备打印效率。

 智能化自学习

升级设备的成形缸采用3D打印技术一体成形，并通过结构优化加固，减少拼缸风险，缸体结构强度提升。成形平台100℃均匀预热和控温，可以避免缸体受热变形。铂力特基于对大尺寸缸体类零件3D打印的丰富经验，可以有效保证批产成形缸质量性能的一致性和长时间使用稳定性。升级设备内部零件采用金属3D打印批量生产，提高设备集成度与可靠性。

升级后的设备方案可配置视频监控模块和自学习平台。视频监控模块可实时监控记录设备成形过程，配置强大的储存空间，便于成形过程质量回溯。而自学习平台则通过AI模型手段，帮助用户自助定义缺陷，可基于实际工况，自定义训练缺陷特征，结合产品数据，对模型进行迁移微调。

 轻松

升级设备可配置两种粉末循环方案。设备搭配集成式粉末循环系统 BLT-XH300,可以整合多种粉末流转处理需求，实现3D打印过程中的自动粉末回收、筛分和供应，提高粉末周转率，保证连续生产，降低生产周期和成本。解决了大尺寸多激光设备生产时间长，粉末流转节奏快的挑战。

设备配置分体式粉末循环方案，由相对独立分散的单元组成，包含回收组件、BLT-SF400 筛粉机、BLT-GF500 供粉机，各个辅助模块接口统一，工作时通过管路连接即可实现粉末循环，可根据实际生产需求灵活地配置于不同的设备或设备机群。

  省心

升级设备配备铂力特长寿命过滤系统，可根据滤芯阻力自动反吹清洁，滤芯寿命长。灰渣桶具有安全惰化措施，可以在惰性氛围下湿化处理，可实现不停机安全更换灰桶。设备配置密闭性取件舱，配合BLT-WL200、BLT-WL400 可实现惰性气体保护下高效粉末回收。设备可以进行全方位氧含量、压力和温度监测，具备高氧、高压的安全逻辑互锁。除取件舱配置双氧双压力传感器外，BLT-WL200、BLT-WL400也自带氧传感器，可以实现完整的安全互锁逻辑，保证人粉隔离和粉末回收安全。

铂力特具备数百台设备批量生产的成熟产线搭建方案和生产经验，通过深度参与各工业领域、各细分应用场景，研判各行业用户提出的新需求、新问题，持续创新，不断提升设备的生产效率和稳定性、一致性，助力各行业用户降本、提质、增效、安全生产。

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首都航天机械有限公司隶属中国航天科技集团运载火箭技术研究院，是我国规模最大的运载火箭总装集成企业，唯一的火箭氢氧发动机制造企业。据了解，该公司的增材制造技术已经在40多项型号产品中应用，2023年创造了近1亿元的年产值。

目前，该公司已经将这种结构件应用于多型航天型号产品舵翼、套筒等产品中，它能够同时满足减重、承载、隔热的多功能复合需求，堪称颠覆性的突破。此外，增材制造分公司还突破了负泊松比结构设计与制造关键技术，自主开发了极小曲面结构设计平台，突破了多孔结构的精准制备技术……在航天特种材料方面，建立了涵盖8类、10余种牌号的增材制造体系，为航天产品升级换代提供了有力支撑。

更多关于增材制造在航天领域的应用案例与知识，欢迎2024年5月8日（星期三）前往TCT亚洲峰会——航空航天论坛，了解各大头部应用企业多方角度、多重路径的技术分享！

据了解，金石三维（TCT亚洲展展位号：7K30）2023年FGF颗粒料3D打印机设备营业额突破1亿元大关，销售量近400台，创下了FDM行业新的里程碑。

在金石三维众多的3D打印业务中，基于FDM原理的塑料3D打印在业务板块中占比较大。其中，颗粒3D打印技术是金石三维在多年研发的基础上推出的一项重要产品。相比传统的光固化和熔融沉积技术，颗粒3D打印技术具有更高的打印速度和更广泛的适用范围，可用于打印各种复杂结构的零件和组件，广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。

Nano Dimension是增材制造电子产品(AME)和多维聚合物、金属和陶瓷增材制造的领先供应商，据了解，其2023财年营收为5,630万美元，比2022财年增长29%。2023财年毛利率为45%，比2022财年的32% 增长了41%。其“净现金消耗”指标减少，从2022年到2023年下降了42%，从1.46亿美元减少到8400万美元。

面对这一关键问题，Nano Dimension宣布大幅裁员，作为 2023 年底启动的“重塑 Nano”计划的一部分。该计划旨在改善公司运营和财务健康状况，预计每年都能节省资金。作为这一举措的直接结果，Nano Dimension预计到2024年将其现金支出减少1200万至2000万美元。这些节省应该从 2024 年第一季度开始体现在财务报告中。

西屋电气(Westinghouse)公司最近制造出第1000块用于VVER-440反应堆燃料的3D打印燃料流板。这些流动板被认为是有史以来第一个进入批量生产的安全相关增材制造组件，并安装在VVER-440燃料组件中。该设计利用了增材制造的设计，重新设计了组件的底部，据说可以提供更强大的性能。这些板材已经入围2024年TCT Awards工业产品应用奖的决赛。

西屋电气3D打印燃料流量板

据了解，西屋电气公司的技术是全球近一半运营中的核电站的基础。这家总部位于宾夕法尼亚州的公司早在2015年就首次开展了AM核部件材料辐照研究，此后一直使用该技术来探索降低能源发电的成本和交货时间。五年后，它在运行中的商业反应堆中安装了第一个安全相关的3D打印组件，即采用金属粉末床熔融技术制造的顶针堵塞装置。该装置用于核反应堆，帮助将燃料组件降低到核反应堆堆芯中，并在春季加油停运期间安装在Exelon的拜伦1号核电站中。

BAM (联邦材料研究与测试研究所) 将在WvSC (沃纳-冯-西门子工业与科学 eV 中心) 继续开展高效燃气轮机研究项目，为期两年。这些项目由柏林州和欧盟资助，旨在优化燃气轮机叶片的维护、维修和开发过程，并开发可持续的增材制造解决方案。

燃气轮机在能源生产中发挥着至关重要的作用，它们的效率和可持续性非常重要。然而，面对由于腐蚀和恶劣的工作条件而导致的涡轮叶片磨损等挑战，则需要创新的解决方案。该研究项目的目标就是利用最先进的增材制造工艺和数字解决方案来提高燃气轮机制造的生产率和性能，提高材料的可重复使用性，并挖掘以前未开发的潜力。

2021年，总部位于加利福尼亚州的航空航天和国防技术领导者Vitesse Systems收购了Custom Microwave Inc.，以投资并增强其金属增材制造能力。该公司致力于推进航空航天和国防工业的技术进步，此次战略收购扩大了其设计工程能力，以优化天线性能。现在，Vitesse Systems宣布交付其首个3D打印卫星天线，该天线已集成到Tomorrow-R1卫星中，这是第一颗商用气象雷达卫星。

近日，Additive Manufacturing Solutions (AMS) 购买了Nikon SLM Solutions的SLM 280 2.0系统。这项战略投资由Nikon SLM Solutions的英国合作伙伴Kingsbury推动，以增强AMS生产先进材料和新型合金的能力。另外，Additure是Kingsbury 集团的一个部门，致力于加速金属增材制造技术的采用。后续，新设备和AMS团队也将得到Additure的进一步支持。

AMS正在利用回收零件开发和制造用于增材制造的金属粉末，开发高价值循环经济材料，该方法将依赖SLM 280 2.0系统的功能。这台机器的引入将对AMS的生产效率产生重大影响，支持其在英国赛车运动、国防、航空航天和太空市场的发展。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁带领研究团队，在生物3D打印神经构建体用于复杂组织再生方面取得新进展。针对“神经调控组织再生及功能化”这一关键要素，该研究团队提出将硅酸盐生物陶瓷基生物墨水与神经干细胞相结合，采用生物3D打印技术创新性地构建了一种神经化构建体。

该研究从“神经调节组织再生”的角度出发制备的基于生物陶瓷/神经干细胞的神经构建体为实现复杂组织再生提供了一种潜在的策略，同时也为新一代复杂组织工程生物材料的设计提供新的思路。

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TCT Asia 2024

时间与地点

5月7日 09:00 – 17:30

5月8日 09:00 – 17:30

5月9日 09:00 – 15:00

国家会展中心（上海）7.1&8.1馆

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高性能复合材料3D打印通常涉及短/长纤维增强尼龙（PA）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚酰亚胺（PEI）等材料。FDM挤出3D打印工艺是复合材料产品开发的重要选择。

▲ INTAMSYS 3D打印聚合物性能金字塔
© 远铸智能

产研新材料研究院（德州）有限公司，成立于2021年1月，是一家专注于海洋用复合材料、5G通讯用复合材料、先进复合材料成型工艺及高端装备等领域的技术研发与成果转化的山东省级“新型研发机构”。通过与高性能材料工业FDM 3D打印解决方案厂家远铸智能合作，双方共同开拓出两条将3D打印技术用于复合材料产品零件开发应用的路径。

 3D打印直接制造
     替代传统复合材料成型工艺

为某飞行器发动机开发进气歧管，是产研新材料研究院此前的一项重要项目。进气歧管是发动机系统中的关键部件，其性能直接影响到发动机的综合性能。进气歧管的结构相当复杂，在开发过程中存在着模具制作难度大、成本高，后续振动焊接工艺繁琐，工期较长等问题，严重影响到产品的开发效率。

为解决这些问题，德州产研新材料研究院首次尝试采用FDM 3D打印技术直接制造。对不同品牌的FDM 3D打印设备进行了材料性能、设备能力、服务支持等多方面的调研和评估后，最终选择了远铸智能的FUNMAT PRO 610HT 3D打印机和PEEK-CF复合材料进行产品开发应用。

远铸智能FUNMAT PRO 610HT作为一款高性能材料3D打印设备，主要用于PEEK、ULTEM、PPSU等高温高性能热塑性材料的增材制造，能够满足市面上绝大多数热塑性材料的3D打印需求，甚至包括用户自研材料。其恒温腔室在3D打印高性能材料时表现出色，设备喷头加热温度可高达500℃，成型腔室温度可达到300℃，熔融绝大多数高分子材料的同时保证了高温材料的无翘曲打印。

最终部件的三维尺寸为218.4×216.4×95.4mm，通过德州产研院的专家和远铸智能的工艺工程师共同开发和设计，优化模型结构设计（DfAM），调整打印工艺，可实现如下优化：

• 减重30%
  最终打印产品的壁厚最薄至1.7mm，而传统的注塑进气歧管产品厚度约3mm，有效降低飞行器自身重量。
• 满足安装精度±0.2mm
  零件的尺寸精度控制在±0.2mm范围内，充分满足了进气歧管的安装精度要求。
• 力学强度提高30%
  产品的力学强度达到100MPa，较传统注PA66-GF产品提高30%以上。
• 耐高温144℃
  该款产品具有优异的耐高温性能，用户长期在144℃下稳定使用无变形，极大提高了应用上限。

▲远铸智能FUNMAT PRO 610HT 3D打印设备

在制造效益方面，该零件如果采用传统注塑工艺进行开发，模具费用在20万元左右，开模周期45天。而采用3D打印技术，该产品一体成型，成本仅为传统工艺的十分之一，只需4-7天的生产周期。

 传统工艺融合3D打印

复合材料制造的新形式3D打印除了直接制造复合材料部件，还可以通过与传统工艺结合，横向打通两项技术之间的壁垒，攻克传统技术无法实现的难题，则可以实现性能、成本、时间上的最优解以及价值最大化。基于该种创新目的，产研新材料研究院与国内某顶尖高校合作，开发了机器人复合材料机械臂。

双方首先借助远铸智能FUNMAT PRO 610HT 3D打印PEEK-CF材料一体成型了机械臂的内部支撑结构，该部件结构具有大尺寸、曲面、高比刚度、高比强度的特点，充分体现了3D打印设备对高性能复杂构件的制造能力。

▲机器人复合材料机械臂切片图

之后，产研新材料研究院使用预浸料铺放方式在3D打印结构外面包覆碳纤维，最终以快速、低成本且免开模具的方式制造出了轻量化程度高、机械强度高的复合材料机械臂，实现了与铝合金媲美的结构强度效果。

▲预浸料铺放后机械臂成品件

3D打印工艺除可与预浸料铺放工艺相结合外，还存在更大的想象空间，可与传统的缠绕工艺、自动铺放工艺、模压工艺等多种技术相结合。

总的来说，3D打印在产品零件设计直接制造及融合传统工艺上都实现了突破，为提高复合材料产品制造效率、降低制造成本做出巨大贡献。通过与远铸的合作，产研新材料研究院展示了其在工程创新领域的实力，同时也证明了3D打印技术在复合材料产品设计制造和应用开发中的巨大潜力。

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根据远铸智能，纤维增强复合材料是十分有用的结构材料，它不仅质轻、耐高温, 而且有很高的拉伸强度和弹性模量,是制造宇宙飞船、火箭、导弹、高速飞机以及大型客机等不可缺少的组成材料。不同含量的碳纤维(CF)或玻璃纤维(GF)可增强PEEK的机械强度，极大地提升PEEK材料的机械、耐热性能，满足更严苛的行业应用。

本期，通过节选近期国内PEEK增材制造领域方面的实践与研究的多个闪光点，3D科学谷与谷友一起来领略快速发展的PEEK材料3D打印。

© 3D科学谷白皮书

 PEEK/CGF复合材料
     增材制造综合力学性能优化

严春晖1,2战丽3任永新1,2刘晓军1,2邹东明1,2

1. 机械科学研究总院先进成型技术与装备国家重点试验室2. 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司3. 北京机电研究所有限公司

摘要：为提升连续玻璃纤维(CGF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料增材制造样件综合力学性能，优化增材制造基础工艺参数，基于正交试验与单因素试验设计，通过力学性能测试，探究了喷头温度、平台温度、打印速度、层厚等工艺参数对综合样件力学性能的影响，获得PEEK/CGF增材制造成型工艺优化参数，进一步探究了重点工艺参数对PEEK/CGF样件力学性能的影响规律。

结果表明，层厚与喷头温度对样件的综合力学性能具有显著影响，最优工艺参数组合为喷头温度440℃，平台温度160℃，打印速度2 mm/s，层厚0.35 mm。随喷头温度的增加，样件的综合力学性能先增大后减小，在440℃达到最大值；随层厚的减小，样件的力学性能逐渐增大，层厚为0.35 mm时样件的力学性能达到最大值。

经试验验证，在最优工艺参数组合下样件综合力学性能达到最优，样件弯曲强度为351.59 MPa，层间剪切强度为34.96 MPa，拉伸强度为383.75 MPa。

 热处理工艺对增材制造
     PEEK/CGF力学性能影响

严春晖1,2战丽3任永新1,2刘晓军1,2邹东明1,2

1. 机械科学研究总院先进成形技术与装备国家重点实验室2. 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司3. 北京机电研究所有限公司

摘要：针对连续玻璃纤维(CGF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料丝材在增材制造中因快速冷却造成材料结晶不充分、力学性能较低、层间结合能力差等问题，通过差示扫描量热(DSC)分析和力学性能测试，探究了热处理工艺参数对PEEK/CGF打印件力学性能的影响规律。

结果表明，适当的热处理工艺能够提高PEEK/CGF材料的结晶度，进而提升成型件的综合力学性能。当保温温度在180～200℃，保温时间在50～60 min时，PEEK/CGF打印样件的力学性能最优，热处理后样件的弯曲强度为269.1 MPa，层间剪切强度为26.11 MPa，拉伸强度为332.71 MPa，较热处理前分别提高94.48%,97.95%与16.9%。

 PEEK/TiO2组配式假体的
     增材制造工艺及结构设计研究

© 3D科学谷白皮书

胡镔

华中科技大学

摘要：增材制造的高定制化特点推动了骨科匹配式、定制式假体制造技术发展,为精准治疗带来了新希望。目前钛、钽金属为主的增材制造假体,存在伪影、应力遮蔽等弊端。非金属假体,如聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK),具有良好的生物性和模量水平,是增材制造假体技术的关键领域之一。然而目前非金属增材制造易产生翘曲、裂纹等缺陷且假体孔隙结构的多功能平衡控制困难,是限制其发展的重要因素。

故本文以组配式椎间融合器为例,展开了PEEK/TiO2组配式假体的增材制造技术和多孔设计方法的技术研究,主要面临以下问题:

(1)PEEK材料的高熔点、高粘度导致的难成型、强度低的问题;

(2)多孔TiO2复合陶瓷光固化成型中烧结缺陷及强度低的问题;

(3)假体制件多功能孔隙结构的高成本设计问题。

针对上述问题,展开了以下研究工作:

(1)构建了具有集热机制的熔融沉积成型平台,达到了稳定成型域温度梯度变化的效果,缓解了结构分层翘曲问题,其平均翘曲率从20.4%降低到5.0%。同时,通过对制件强度和结晶性的表征分析,发现集热机制减缓温度梯度的效果作用于PEEK制件冷却结晶过程,达到了近热处理后的结晶状态,实现了制件强度的提升。进一步,通过对成型温度、喷嘴直径和填充角度等关键参数的研究,发现了工艺参数对制件微观形貌及宏观强度的作用机制,最终实现了PEEK及其短碳纤复合材料的快速成型,强度较改良前提升近一倍。

(2)发展了以MgO为多效助剂的TiO2复合陶瓷增材制造方法。通过在浆料中引入MgO和复合引发剂,改善了浆料固化成型及素坯脱脂过程。进一步,基于MgO与TiO2间固相反应引入了反应烧结过程,结合微波烧结工艺的体相热源优势,实现了陶瓷的快速致密化和烧结温度的降低,其烧结温度有效降低约200°C。同时,反应生成的新相Mg Ti2O5,在形成过程中弥补了结构微观晶粒间间隙等缺陷,实现了最终整体多孔制件的宏观性能提升,比报道TiO2多孔陶瓷的强度提升近一个数量级。

(3)提出了基于贝叶斯理论结合有限元仿真的快速设计方法,实现了三周期极小曲面结构的传质性与强度性能的多目标快速设计。通过隐函数的参数化建模方法与实验验证的有限元模型,探究了主要参数(厚度参数Pt,阵列数Pa,常数项Pc)对性能的独立作用机制。并利用贝叶斯理论加速了设计过程,仅经9次迭代获得了Pareto前沿,其最佳的结构组合(Pt=0.28,Pc=-0.49,Pa=3.5)的模量和渗透率分别达到1.21GPa和4.03×10-9 m-2满足设计需求。进一步,结合两种材料特性设计了内嵌多孔陶瓷的PEEK/TiO2组配式假体,通过压缩强度测试验证了假体的关键抗压性能符合需求,同时通过细胞毒性实验证明了其对骨组织无毒副作用。

 连续纤维增强PEEK增材制造
     力学性能与成型质量优化

陈意伟1,2单忠德2,3杨旭静1张丽娇4李明高4

1. 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室2. 机械科学研究总院先进成形技术与装备国家重点实验室3. 南京航空航天大学4. 中车工业研究院有限公司

摘要：针对连续纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料增材制造中的界面结合差、制件精度不高等技术瓶颈，基于多热力场耦合作用下的连续纤维增材制造成型工艺，实现了典型样件的3D打印制备。基于正交实验设计，并通过微观形貌表征和力学性能测试，探究了喷头温度、打印速度和分层厚度对打印制件的表面粗糙度和弯曲性能的影响规律，获得连续纤维增强PEEK复合材料增材制造成型优化工艺参数。

结果表明，分层厚度对表面粗糙度、弯曲强度和弯曲弹性模量具有显著影响，而打印速度和喷头温度对力学性能和成型精度影响较小。分层厚度越小，打印道间结合质量越好，成型制件表面粗糙度越小，弯曲弹性模量和弯曲强度越高。最优工艺参数为喷头温度390℃、打印速度2 mm/s和分层厚度0.4 mm。经试验验证，最优工艺参数下表面粗糙度达到最小为24.99 μm，弯曲弹性模量和弯曲强度分别达到最大为57.05 GPa和355.07 MPa。

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