美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）材料與制造部門(mén)的一個(gè)小組正在與美國(guó)宇航局格倫研究中心和路易斯維爾大學(xué)合作開(kāi)發(fā)高溫3D打印復(fù)合聚合物材料。

合著者最近在其開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得的成就：他們成功地制作了3D打印的耐熱溫度高于300°C的增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料部件。測(cè)試的材料是含有碳纖維長(zhǎng)絲的高溫?zé)峁绦詷?shù)脂，其提供額外的強(qiáng)度和耐久性而沒(méi)有明顯增加的重量。“這是復(fù)合材料添加劑制造領(lǐng)域的一個(gè)非常有影響力的突破，”正在開(kāi)發(fā)這種材料的聚合物基復(fù)合材料和加工研究小組的科學(xué)家HilmarKoerner博士說(shuō)道。“這些3D打印部件可承受高于300攝氏度的溫度，使其可用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)更換部件或發(fā)動(dòng)機(jī)排氣周?chē)母邷貐^(qū)域。”

事實(shí)上，高溫3D打印材料可能對(duì)空軍有很大的用處，并為制造具有成本效益，耐用且高度耐用的部件提供了手段。然而，也許空軍的材料最重要的特征是其重量輕。如上所述，碳纖維增強(qiáng)聚合物具有與一些金屬的強(qiáng)度相匹配的潛力，而沒(méi)有金屬材料的重量。出于顯而易見(jiàn)的原因，對(duì)于空軍而言，輕型替代品對(duì)于空軍來(lái)說(shuō)非常吸引人：復(fù)合材料可以允許創(chuàng)造更輕的飛機(jī)，這又可以增加飛機(jī)航程，優(yōu)化燃料消耗并最終削減成本。據(jù)研究人員介紹，在聚合物粉末激光燒結(jié)工程中遇到了許多挑戰(zhàn)。研究人員使用未增強(qiáng)的聚合物粉末，發(fā)現(xiàn)印刷后的部件在后處理測(cè)試中會(huì)被高溫融化掉。當(dāng)Koerner博士建議在聚合物中添加碳纖維填料時(shí)，結(jié)果效果非常的好。據(jù)報(bào)道，碳纖維的存在使得“從激光到基體的能量轉(zhuǎn)移更好”。最終，這種技術(shù)使團(tuán)隊(duì)能夠3D打印高溫聚合物復(fù)合材料部件。

AFRL首席材料工程師JefferyBaur博士說(shuō)：“高溫材料的加工非常困難且昂貴，甚至使用傳統(tǒng)的制造技術(shù)。由于它們通常用于特種特定應(yīng)用，因此這類材料的供應(yīng)商基礎(chǔ)并不多。“這一突破將使我們能夠以具有成本效益的方式添加制造高溫復(fù)合材料零件。此外，高溫聚合物復(fù)合材料部件體積小，功能復(fù)雜，不僅對(duì)空軍極為有利和有利，而且有望改變整個(gè)行業(yè)的游戲規(guī)則。“