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美國LLNL對外宣布3D打印可涉足航空級碳纖維復(fù)合材料

日前，美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室 (LLNL)對外宣布成功開發(fā)出可3D打印的航空級碳纖維復(fù)合材料，為在航空領(lǐng)域應(yīng)用這種更好控制和更易優(yōu)化的輕質(zhì)、高強(qiáng)度材料奠定了基礎(chǔ)。

2月28日，該研究成果在 《NatureScientificReports》上發(fā)表，凸顯出碳纖維微擠出3D打印技術(shù)發(fā)展的重大進(jìn)步。碳纖維復(fù)合油墨從定制的直接油墨書寫 (DIW)3D打印機(jī)中擠出，最終構(gòu)成火箭噴嘴的一部分。

LLNL實(shí)驗(yàn)室首席研究員、論文的第一作者JimLewicki解釋，碳纖維復(fù)合材料通常以兩種方式制造：通過將纖維物理地纏繞在心軸周圍，或者將纖維編織成像柳條筐一樣，導(dǎo)致成品限于平坦或圓柱形形狀。由于性能問題，制造商還是傾向于過度使用材料，這樣會使得部件更重，也更昂貴，并且超出必需而且更浪費(fèi)。研究人員通過改進(jìn)直接墨水書寫3D打印機(jī)的打印過程，打印出了幾個復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)。Lewicki和他的團(tuán)隊(duì)還開發(fā)并獲得了一種新的化學(xué)品，可以在幾秒鐘而不是幾個小時內(nèi)固化材料，并利用實(shí)驗(yàn)室的高性能計算能力發(fā)展了碳纖維絲流動的精確模型。

3D打印的能力為碳纖維提供了新的自由空間，研究人員表示，他們還能控制部件的微觀結(jié)構(gòu)。該材料也具有傳導(dǎo)性，允許在結(jié)構(gòu)內(nèi)布設(shè)定向傳熱通道。研究人員透露，最終的材料可以用于制造高性能的飛機(jī)機(jī)翼，一側(cè)絕緣、不需要在空間旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星組件，還有可以從身體吸收熱量的可穿戴物。研究人員接下來將開始進(jìn)行過程優(yōu)化，找出放置碳纖維最佳位置以便最大限度提高性能。研究人員還與商業(yè)、航空航天和防務(wù)合作伙伴進(jìn)行了探討，以推進(jìn)該技術(shù)的未來發(fā)展和應(yīng)用。

（摘自中國紡織網(wǎng)）