近日，來自勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實驗室（LLNL）的外光研究人員成(chéng)功地開(kāi)發(fā如通)出了打印航空級碳纖維複合材料的3D打印技術，這(zhè)使其成(朋算chéng)為第一個這(zhè)樣(yàng)做的研究實驗室暗麗。碳纖維複合材料開(kāi)創了創造輕質、堅固的鋼部件的可能(néng)性靜刀，被(bèi)描述為“最終材料”。

這(zhè)項研究已于2月28日在自然科學(xu聽煙é)報告雜志上發(fā)表，介紹了LLNL研究人員如何推進(身海jìn)碳纖維複合材料的微擠出3D打印技術。該材料在強度、重量和耐溫性方面(m道錯iàn)提供了令人難以置信的性能(néng電是)，但是其難以使用，特别是用于生産複雜形狀。添加劑制造為老喝這(zhè)一挑戰提供了解決方案，現在來自街著LLNL的研究人員說(shuō)他們已經(jīng)進(jìn科姐)一步提高了這(zhè)項技術。讀一

通常，碳纖維複合材料通過(guò)圍繞心軸纏繞細絲或通過(guò)將(jiā空村ng)碳纖維編織在一起(qǐ)而制成(chéng)。這(zhè)些方會人法雖然有效，但傾向(xiàng)于將(jiāng)制成(c熱綠héng)的物體的結構限制為扁平或圓柱形形狀。現在，由J我微imLewicki領導的研究小組已經(jīng)證明，複雜的3筆女D結構可以通過(guò)增材制造工藝制造。

他們使用的3D打印過(guò)程是一種(z低女hǒng)改進(jìn)型的直接墨水人商寫入（DIW），也稱為Robocasting。根據Lewicki聲稱，研究湖低人員開(kāi)發(fā)了一種(zhǒng)新的、專利的化學(x答都ué)品，能(néng)夠在幾秒鐘而不是幾小時(shí)内固化材料。LLNL的聽吃高性能(néng)計算能(néng)力用于準确預票子測碳纖維絲的流動。

正如Lewicki解釋的，“我們通過(guò)計算模型模拟如何克服多校堵塞，這(zhè)在很大程度上是成(c明火héng)功的。”LLNL使用的計算模型包括模拟數千風吧碳纖維流經(jīng)3D打印機的噴嘴，允許研呢藍究人員在實際處理過(guò)程中确定如何最佳地排列纖維。

流體分析師YuliyaKanarska解釋說(shuō)放數：“我們開(kāi)發(fā)了一種(zhǒng)數字代碼來模拟具有空黃碳纖維分散體的非牛頓液體聚合物樹脂;通過(guò)這(zhè)個代來黃碼，我們可以模拟不同印刷條件下3D中的村北纖維取向(xiàng)的演變。我們能(néng)夠找到湖票(dào)最佳的纖維長(cháng)度和最可弟佳的性能(néng)，但它仍然是一個進(jìn)展中的工作，目前，我們姐術需要尋求突破的是通過(guò)施加磁力來實現更好(hǎo)的纖維子遠對(duì)齊，以穩定它們。”

由研究人員開(kāi)發(fā)的新的3D打印和模拟過(guò)程將(ji拍草āng)允許使用碳纖維複合材料準确地生産更複雜的部件。根據從身LLNL團隊稱，這(zhè)包括對(duì)3D銀習打印部件的介觀結構的更多控制。最終，能(n要廠éng)夠使用導電碳纖維材料3D打印關喝諸如高性能(néng)飛機機翼、在一側絕緣的鐘章衛星組件（不需要旋轉）和絕緣可穿戴設備等部件。

此外，新的3D打印技術最令人興奮的前景之下坐一是，它可以允許所有的碳纖維在3D打印部件過(guò)程中朝向(xiàng)相作媽同的方向(xiàng)，與具有随機的碳纖維部件相內姐比，提供甚至更高的性能(néng)對(duì)準。對(duì)齊纖維的優點之是答一是保持部件強度性能(néng)。

目前，LLNL研究人員正在努力改進(jì又匠n)和優化其創新過(guò)程。據報道(d光自ào)，研究小組已經(jīng)與航空航天和國(guó)防達成(ch房門éng)合作夥伴關系，進(jìn)一步推進(jìn)他們的碳纖維3D打印外能技術。