（文章來源：中關(guān)村在線）
3D打印技術(shù)+復(fù)合材料在高端制造業(yè)中的應(yīng)用趨勢和優(yōu)勢正在突顯，科研上的一小步?jīng)Q定了最終應(yīng)用走向成熟和規(guī)模化。中國作為制造業(yè)中心，智能制造和高端制造的應(yīng)用需求隨著中國本土科研實力的增強正在加快步伐趕超發(fā)達國家。

來自中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究團隊使用遠鑄智能（INTAMSYS）的高性能材料3D打印機FUNMAT HT對自主研發(fā)的碳纖維PEEK復(fù)合材料進行3D打印工藝的系統(tǒng)研究，取得重要科研進展。相關(guān)成果以論文《Flexural Properties and Fracture Behavior of CF/PEEK in Orthogonal Building Orientation by FDM: Microstructure and Mechanism》為題，發(fā)表于國際著名期刊《Polymers》(https://doi.org/10.3390/polym11040656)中，博士研究生李秋實為第一作者，趙偉助理研究員、王功研究員為該研究論文通訊作者。

聚醚醚酮，簡稱PEEK，是一種熱塑性聚合物，具有高強度，耐高溫，耐化學(xué)腐蝕等特點，對3D打印行業(yè)有著舉足輕重的影響。目前，聚醚醚酮已被用于制造3D打印衛(wèi)星、3D打印汽車零部件、人體植入物，未來還將可能涉足其他領(lǐng)域。在PEEK 3D打印技術(shù)中，與大多數(shù)非金屬材料類似，F(xiàn)DM工藝制造打印件的Z向?qū)娱g結(jié)合力遠低于X、Y方向，被認為是限制其應(yīng)用的重要因素之一。

趙偉、李秋實等學(xué)者通過在絲材中摻雜碳纖維，并運用遠鑄智能FUNMAT HT機器研究了垂直打印方向?qū)μ祭w維聚醚醚酮3D打印件彎曲性能的影響，這種垂直方向打印的彎曲樣條具有優(yōu)異的力學(xué)性能，彎曲強度達到146 MPa，重要的是，還與傳統(tǒng)注塑件具有接近一致的彎曲強度。

作者發(fā)現(xiàn)碳纖維的引入，不僅提高了打印件的剛性強度，而且結(jié)晶度更均勻，同時分析了碳纖維引入和打印方向?qū)τ诖蛴〖⒂^結(jié)構(gòu)組成、打印件受力斷裂模式，這些都有利于大型部件的制造。同時，可以觀察到運用遠鑄智能（INTAMSYS）3D打印機通過改變打印方向和打印參數(shù)，除打印件具有優(yōu)異的力學(xué)性能，還具有較為光滑的表面。

總之，該研究提出了一種普適性的制備滿足多種受力情況PEEK打印件的方法，該方法為制備大型打印件提供了新思路，通過調(diào)節(jié)其他摻雜組分、打印方向和微觀結(jié)構(gòu)，運用遠鑄智能（INTAMSYS）3D打印機和INTAMSUITE軟件，使得PEEK碳纖維材料有更強的空間適應(yīng)性和更多的功能性，所制備的PEEK打印件有望在耐高溫工業(yè)部件、汽車航天等領(lǐng)域得到進一步的應(yīng)用。

從3D打印行業(yè)整體來看，越來越多的公司在提升硬件技術(shù)實力的同時，將更多的精力放再材料和工藝的研究上，因為材料和工藝決定了最終的應(yīng)用，需要科研數(shù)據(jù)作為支撐。在專業(yè)和工業(yè)級FDM技術(shù)應(yīng)用上，我們之前看到的Markforged能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)纖維+onyx材料滿足工裝夾具領(lǐng)域的專業(yè)應(yīng)用離不開工藝探索和研究，Stratasys的Fortus系列之所以還沒有直接的競爭對手，同樣是專有材料和工藝參數(shù)的匹配度能夠滿足不同行業(yè)應(yīng)用的需求。今天我們看到中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究團隊和中國本土3D打印公司合作，在PEEK和碳纖維復(fù)合材料的3D打印系統(tǒng)工藝上取得的進展，給中國本土3D打印公司與應(yīng)用的結(jié)合更多的啟發(fā)，因為沒有科研成果做支撐，專業(yè)應(yīng)用需求難以被滿足，這也是行業(yè)競爭的制高點。
（責(zé)任編輯：fqj）