近日，都柏林大學的研究人員在研究如何提高3D打印尼龍線材的強度。他們分別將玻璃、合成聚合物Kevlar和碳這三種纖維添加到同一種尼龍線材中，并進行了比較研究。研究人員測試了這些復合材料提高一個3D打印對象的性能的能力，結(jié)果證明它們的拉伸能力與鋁相當。

從左到右，分別是用尼龍以及碳A、 Kevlar B、 Kevlar A、玻璃A、玻璃B復合材料打印的狗骨棒

交替打印和圖案化

通過一臺Mark One 3D打印機（帶有雙噴嘴），三種纖維被分別添加到一種純尼龍線材中。在這個過程中，打印機會交替打印尼龍和纖維材料，最終逐層創(chuàng)建出研究標準的狗骨棒。

纖維層的圖案化是在狗骨棒中創(chuàng)造拉伸強度的關鍵要素之一。研究人員設置了兩種纖維圖案：同心圖案“A”和各向同性圖案“B”。

同心圖案A、各向同性圖案B、尼龍所用圖案C

優(yōu)于鋁的拉伸強度

打印完成后，狗骨棒被拉伸，直到斷裂，這樣可以測試出不同復合材料的拉伸和彎曲性能。

與用純尼龍線材打印而成的狗骨棒樣品相比，拉伸和彎曲強度分別提高了6.3倍和5倍。測試結(jié)果表明，最強的復合材料是碳纖維加強的尼龍，其次是玻璃，最后是通常用于加強輪胎的Kevlar。三種復合材料均顯示出優(yōu)于鋁的拉伸強度。

復合材料世界

在CWRU的一項研究中，為了改善FDM / FFF線材的性能，石墨烯氧化物被不同地加入ABS、PLA和TPU材料中；在另外一個項目中，蠶絲被加入PLA，以用于醫(yī)學用途，該項目獲得了政府15萬美元的資助。

大量的類似研究正在進行中，因為FDM / FFF 3D打印機的采用率高，這類機器使用的材料的成本也較低。對擠出型材料的進一步了解有望開拓3D打印技術的應用，特別是在高價值的醫(yī)療和汽車行業(yè)。