新型3D打印技術(shù)可實現(xiàn)生物基復(fù)合材料部件的開發(fā)

來源： 中國復(fù)材

南極熊獲悉,，德國紡織纖維研究所與Arburg GmbH + Co KG（德國）一起,，正合作開發(fā)一種能源和材料高效的3D打印工藝,，用于制造可持續(xù)生物基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,。

在天然存在的纖維復(fù)合材料中,，膠原蛋白或纖維素纖維等增強(qiáng)纖維嵌入木質(zhì)素,、半纖維素或膠原蛋白的基質(zhì)中。纖維束與應(yīng)力模式對齊,。組織主要是通過在環(huán)境溫度下基于溶液的物理化學(xué)過程形成的,。與自然界類似，具有連續(xù)纖維增強(qiáng)的新型3D打印工藝也能使纖維股沉積在正確的位置（拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化），并根據(jù)負(fù)載以適當(dāng)?shù)姆较虺练e,。然而,，天然纖維如纖維素纖維，對較高的溫度很敏感,。因此,，它們不能在普遍采用的熱塑性3D打印過程中進(jìn)行加工。

德國紡織纖維研究所和Arburg研究工作的結(jié)果是3D打印的纖維復(fù)合材料組件,，由嵌入在纖維素基質(zhì)中的纖維素連續(xù)纖維組成,。據(jù)稱，一種新型的3D打印工藝能夠在環(huán)境溫度下制造復(fù)合材料--這意味著,，就像在自然界一樣,，材料和部件可以在環(huán)境溫度下通過一次操作同時生產(chǎn)。

纖維素纖維股首先用粘合劑穩(wěn)定,，以便在打印機(jī)中進(jìn)行處理,。特殊設(shè)計的打印頭將粘合劑轉(zhuǎn)化為被纖維素連續(xù)包裹的基質(zhì)。由于纖維素纖維和基質(zhì)具有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu),，因此據(jù)說這種復(fù)合成分特別穩(wěn)定,。其機(jī)械性能，如斷裂強(qiáng)度,，特別好,。

研究小組開發(fā)的基于溶液和節(jié)能的制造方法也可用于其他復(fù)合材料的制造過程。尤其適用于加工需求量大的溫度敏感材料,，如天然纖維或纖維素纖維,。