美國利用旋轉3D打印制造高強度材料
時間：2018-03-20 來源：科技部
據美國媒體近日報道，哈佛大學一個研究團隊利用旋轉3D打印噴頭和精確控制的位置移動，使打印出的材料具有木材等自然材料才有的微觀纖維結構，從而顯著增強了復合材料的強度。這項研究成果獲得美國海軍實驗室和增材制造投資公司GettyLab的資助，發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。
天然存在的復合材料，如牙齒、貝殼等，利用纖維結構的排列來提高強度。為了模仿自然界這一特性，此前增材制造業曾利用電磁場等途徑在聚合物中布置纖維結構，但這些手段會顯著增加制造的復雜程度，并難以做到局部控制。哈佛大學工程與應用工程學院的研究團隊利用流變學在3D打印中成功生成了微觀結構。該項目的3D打印機利用一個高速旋轉的噴嘴沉積基于環氧樹脂的液體原料，通過精確控制噴嘴的旋轉速度和位置，可以有效地控制纖維的排列形態，從而在生成的材料中提供不同的剛度，并且可以在不同的區域中實現不同的微觀結構。
該方法可以在多種增材制造技術中使用，如熔融沉積成型（FDM）、直接噴墨成型（DIW）、大面積增材制造（BAAM）等，并可應用于多種材料，包括碳纖維與陶瓷。未來旋轉3D打印技術有望為增材制造開辟新的空間。
