高性能連續纖維增強復合材料 3D 打印工藝
本項目以連續纖維增強熱塑性聚合物基高性能復合材料零件直接3D打印為目標,采用連續纖維與熱塑性聚合物為原材料,利用復合浸漬-熔融沉積的3D打印工藝實現高性能復雜結構復合材料構件的低成本一體化快速制造,打印的復合材料零件的拉伸與彎曲強度分別達到340MPa與390MPa,該技術既改進了傳統3D打印零件強度不足的缺點推動了3D打印技術向工業化應用的進程,又克服了傳統復合材料成型工藝成本高、周期長的技術瓶頸促進了復合材料在將來的進一步發展與應用,是一次具有革命性的創新與突破。該技術屬于國內首創,獲得多項自主知識產權,受到國內外越來越多機構的關注,在國內,本項目得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、載人航天等項目的支持,開展關于工藝機理與裝備等方面的研究,探索該工藝在航空航天領域的應用前景,在國外,分別與德國、俄羅斯等研究單位合作對該工藝的材料以及結構設計開展研究,研究水平國內外領先。在當今全球3D打印領域快速發展的形勢下,復合材料3D打印具有巨大的發展前景,據SmarTech預測,至2026年全球用于3D打印的復合材料收入將超過5億美元,未來十年內復合材料將成為3D打印最主要的市場機遇,目前該項技術已經開發出了成熟的工業設備,形成了成熟的裝備-材料-工藝體系,具備了商業化應用的條件,已經初步在復合材料輕質結構等方面得到應用,隨著該技術的成熟,將來必將在航空航天、汽車交通甚至民用領域得到廣泛的應用。本項目目前正在積極尋求具有熱塑性復合材料界面改性、基體材料開發、復合材料結構設計以及復合材料應用等方面特長的合作單位共同推動該新型技術的工業化進程。
西安交通大學
2021-04-11