伊朗聚合物和石化研究所的研究人員正在深入研究玻璃纖維增強3D打印線材的機械性能，以實現更強的復合材料。該團隊準備了基于ABS的復合線材，進行拉伸，彎曲和扭轉測試，以評估所得3D打印部件的機械行為。根據該研究論文，這是第一項顯示ABS重量百分比對3D打印連續纖維增強復合材料部件機械性能影響的研究，為改進材料配方鋪平了道路。

在進行機械測試之前，每個樣本都以之字形3D打印

對連續纖維增強的需求

熔融擠出式3D打印制造，或FFF，是目前應用最廣泛的3D打印技術。該工藝的低成本和易用性使其適用于全球各個角落的業余愛好者制造商，同時它也在專業和工業環境中具有廣泛的應用。例如，汽車行業已經利用FFF 3D打印機來處理從原型和最終用途零件到制造工具和備件的所有產品。不幸的是，FFF部件往往強度相對較低 - 即使是在高性能3D打印機上制造的部件也是如此。解決這個問題的一種方法是使用纖維增強材料，這可以分為兩種不同的類型：短切纖維和連續纖維。短切纖維很短，只需填充材料基質，無需任何指定的方向，而連續纖維則沿著特定平面從零件的一端延伸到另一端。前者更容易實現，但會帶來諸如噴嘴堵塞和零件強度不足等問題。后者雖然更難實現，但會產生更高強度的3D打印部件，其強度可能比未增強的對應物強數十倍。

由Anisofprint3D打印的連續纖維增強復合材料部件

首先，研究小組準備了四種不同的連續玻璃纖維增強ABS配方（ABS重量為2%，10%，20%和30%）。每個復合長絲都用于3D打印測試樣品部件，然后通過拉伸，三點彎曲和層間剪切強度測試對其進行評估。

結果表明，復合材料的抗拉強度值分別為89、91、91和94MPa。正如預期的那樣，所有四個值都明顯高于整齊的ABS，后者僅為28MPa。事實上，力學試驗結果還表明，與基礎ABS相比，所有玻璃纖維增強復合材料在拉伸、三點彎曲和扭轉試驗中的強度和模量都有所提高。因此，研究小組得出結論，應使用ABS的最小重量百分比（2%）來實現玻璃纖維增強復合材料的最大機械性能。該研究的更多細節可以在題為"3D打印連續玻璃絲束預緊增強復合材料的力學性能的實驗和數值研究"的論文中找到。

纖維增強長絲對于實現某些高性能3D打印應用至關重要。最近，麥吉爾大學和瑞爾森大學的工程師設法將風力渦輪機廢料轉化為堅固的增強型PLA 3D打印材料。使用機械研磨和熱解的混合物，該團隊能夠將現已停產的風力渦輪機葉片回收成細纖維粉末，其強度和剛度高于原始玻璃纖維。在其他地方，復合材料3D打印技術的開發商Continuous Composites從國防部獲得了75萬美元的合同，用于3D打印多功能復合材料機翼結構，用于可消耗（低成本，一次性）無人駕駛飛機。

來源：南極熊3D打印網