本項目以連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物基高性能復(fù)合材料零件直接3D打印為目標(biāo),采用連續(xù)纖維與熱塑性聚合物為原材料,利用復(fù)合浸漬-熔融沉積的3D打印工藝實現(xiàn)高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)合材料構(gòu)件的低成本一體化快速制造,打印的復(fù)合材料零件的拉伸與彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到340MPa與390MPa,該技術(shù)既改進(jìn)了傳統(tǒng)3D打印零件強(qiáng)度不足的缺點推動了3D打印技術(shù)向工業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程,又克服了傳統(tǒng)復(fù)合材料成型工藝成本高、周期長的技術(shù)瓶頸促進(jìn)了復(fù)合材料在將來的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用,是一次具有革命性的創(chuàng)新與突破。
該技術(shù)屬于國內(nèi)首創(chuàng),獲得多項自主知識產(chǎn)權(quán),受到國內(nèi)外越來越多機(jī)構(gòu)的關(guān)注,在國內(nèi),本項目得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、載人航天等項目的支持,開展關(guān)于工藝機(jī)理與裝備等方面的研究,探索該工藝在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景,在國外,分別與德國、俄羅斯等研究單位合作對該工藝的材料以及結(jié)構(gòu)設(shè)計開展研究,研究水平國內(nèi)外領(lǐng)先。
在當(dāng)今全球3D打印領(lǐng)域快速發(fā)展的形勢下,復(fù)合材料3D打印具有巨大的發(fā)展前景,據(jù)SmarTech預(yù)測,至2026年全球用于3D打印的復(fù)合材料收入將超過5億美元,未來十年內(nèi)復(fù)合材料將成為3D打印最主要的市場機(jī)遇,目前該項技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出了成熟的工業(yè)設(shè)備,形成了成熟的裝備-材料-工藝體系,具備了商業(yè)化應(yīng)用的條件,已經(jīng)初步在復(fù)合材料輕質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面得到應(yīng)用,隨著該技術(shù)的成熟,將來必將在航空航天、汽車交通甚至民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
本項目目前正在積極尋求具有熱塑性復(fù)合材料界面改性、基體材料開發(fā)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計以及復(fù)合材料應(yīng)用等方面特長的合作單位共同推動該新型技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。
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