特拉华大学突破：毛细驱动连续纤维3D打印技术
连续纤维3D打印新研究显示增材制造复合材料零件在包括航天在内的多个行业潜力。发表于学术期刊Matter，特拉华大学（美国特拉华州纽瓦克）复合材料中心（CCM）研究人员近期介绍一种实验室规模连续纤维3D打印方法，结合机器人技术和基于毛细作用的原位热固化系统，利用高温热固性树脂快速增材制造碳纤维复合材料零件。
"我们称之为单步3D打印，"特拉华大学助理教授、研究作者Dr. Kun Fu说。称为局域平面热辅助（LITA）3D打印法，系统包含安装在机械臂上的全功能打印头，含从线轴输送的碳纤维、导向杆、液体树脂喷嘴和电加热器。当纤维铺设在零件表面时，液体树脂喷涂到纤维上，随即由加热器跟进，Fu解释，这既助于浸润也助于零件固化。Fu补充说，加热过程降低室温树脂粘度，帮助其通过纤维间毛细管（管状间隙）渗透进纤维内，无需真空。视零件需求和尺寸，加热器温度可升降以控制树脂粘度。
据报，该方法实现连续纤维与热固性树脂近乎同步的浸润固化，有潜力快速生产复杂几何、具连续纤维和高温热固性树脂带来的高力学性能的3D复合组件。研究者还演示系统可用于水平和垂直打印，Fu说，适用平面或曲面，增加系统灵活性。
"技术迄今非常有希望，"Fu说，"就我们所知，我们是首个发表此类技术的。"据Fu称，研究者正申请技术专利。
此外，特拉华大学与合作伙伴KAI（美国德克萨斯州达拉斯）近期获NASA拨款，利用LITA 3D打印法制造连续碳纤维增强复合组件，用于NASA航天器和着陆器系统热防护系统。Fu称LITA 3D打印系统因能打印高温树脂而入选。
目前技术仅在小规模演示——研究用3K碳纤维——但Fu称团队正致力于放大机器人系统以使用更宽碳纤维束制造更大组件。研究者正寻找有兴趣合作放大和后续商业化的公司。
获取Matter文章请访问www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238520301818。
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