通過3D打印制作的新型反射纖維

來源：廣西增材制造協(xié)會(huì)

在“3D打印反光纖維的制造和測(cè)量”中,，致力于研究增材制造工藝的新材料,。使用新的逆向反射纖維，作者提供了一種材料組合,，其具有以前聞所未聞的復(fù)雜（非圓形,、非凸起）橫截面，也具有光學(xué)散射特性,。這種新型纖維是逐層構(gòu)建的,，但隨后可以用作纖維。

隨著熱拉伸再次成為創(chuàng)造復(fù)雜纖維的熱門,，研究人員利用聚合物,、金屬、彈性體等,。對(duì)于這個(gè)研究項(xiàng)目,，他們創(chuàng)造了一個(gè)3D打印的預(yù)制棒，用于逆向反射光,，或者正如作者所解釋的那樣,，“反射角是入射角的負(fù)面�,！鳖A(yù)制棒由聚合物和金屬,、纖維作為逆向反射光的元素。

a）3D打印聚碳酸酯（PC）預(yù)制棒的頂視圖,，其中有五個(gè)銦帶渠道,。預(yù)制件的外橫截面包含彎曲的蛇形輪廓。 b）同一預(yù)制棒的側(cè)視圖,。 c）在顯微鏡下透射環(huán)氧樹脂的拉伸纖維（透射光圖像）,。 d）相同的樣品，但能反射光,。 c和d中的兩個(gè)圖像都說明了相同的內(nèi)容

“反射表面上的玻璃珠是反光表面的一個(gè)熟悉的例子,，”研究人員表示�,！盀榱耸鼓嫦蚍瓷渥畲蠡�,，聚合物的折射率應(yīng)接近1.9,。在該指數(shù)處，圓柱體或球體將光線折射到光軸和背面的交叉點(diǎn),�,！�

預(yù)制棒在Stratasys Fortus 450MC打印機(jī)上進(jìn)行3D打印，填充物處于最高設(shè)置,，因?yàn)樵噲D增加它否則失敗;銦的問題在于它比PC密度大得多,，預(yù)制棒必須能夠抵抗變形。

“因此,，應(yīng)該使用跟蹤多個(gè)同心路徑的打印路徑來抵消來自液體銦的向外流體靜壓力,，以保持橫截面并防止銦在汲取爐中聚集（結(jié)塊），”研究人員表示,。

3D打印預(yù)制件橫截面的演變：1）兩個(gè)連接外環(huán)和內(nèi)部PC芯的橋,，2）五個(gè)橋加固外環(huán)，3）類似于2但減少通道體積以減少銦體積和拉伸過程中的向外壓力,，4）類似于3但具有更厚的橋梁以進(jìn)一步加固,。

“作為我們的品質(zhì)的重要因素，我們計(jì)算單根光纖逆向反射的光量相對(duì)于白色反射標(biāo)準(zhǔn)的光量,。然后兩者都被截取的區(qū)域縮放,。這產(chǎn)生了重新調(diào)整的相對(duì)回射比（RRR），”研究人員總結(jié)道,。

a）說明反射的光線跟蹤,。 b）RRR與外部折射率。紅線表示我們的纖維（n = 1.58,，RRR = 260）,。折射率剛好超過1.9時(shí)出現(xiàn)峰值RRR值。

“復(fù)雜的橫截面預(yù)制件很容易通過增材制造來實(shí)現(xiàn),，未來的努力將探索添加多種材料,。”材料研究在3D打印方面繼續(xù)變得更加復(fù)雜,，尤其是復(fù)合材料從連續(xù)纖維到線材聚合物,、亞麻生物復(fù)合材料以及無數(shù)其他材料。