隨著物聯網和智能製造的興(xing) 起，智能結構得到廣泛的關(guan) 注和迅猛的發展。智能結構顧名思義(yi) ，集結構和傳(chuan) 感於(yu) 一體(ti) ，能夠感知被測物體(ti) 的信息和狀態，將物理量轉化為(wei) 可測量的電信號。

3D打印技術是一種增材製造技術，在製造複雜結構件和定製化生產(chan) 方麵具有廣闊的應用前景。熔融堆積成型（FDM）是一種典型的基於(yu) 熔融熱塑性材料連續層堆積成型的3D打印方法，廣泛應用於(yu) 醫療、汽車、航空航天、石油天然氣等行業(ye) 。

中國科學院太空製造技術實驗室研究團隊（CAS-Key Laboratory of Space Manufacturing Technology，SMT）最近在ACS Applied Materials & Interfaces(2020, 12, 3, 3928-3935)上發表了一種通過激光誘導石墨烯技術在聚醚醚酮（PEEK）3D打印件表麵引入導電傳(chuan) 感電路的方法，用於(yu) 製造智能結構件。

研究團隊利用了前期聚醚醚酮（PEEK）材料3D打印的基礎 (Polymers,2019,11,656)。運用遠鑄智能 (INTAMSYS) FUNMAT HT打印的PEEK結構件通過10.6 μm波長的CO2激光加工後，得到了具備導電和傳(chuan) 感雙重功能的PEEK基激光誘導石墨烯(PEEK-LIG，Laser Induced Graphene)。通過進一步處理，得到智能結構件（圖1）。該智能結構件可在多種場景中應用，具備優(you) 異的力學性能，高靈敏度，高穩定性等優(you) 點，其製備方式簡單且成本較低。

圖1 PEEK-LIG智能結構的構建方法和測試表征

相應的力學性能測試表明，通過該方法製備的PEEK-LIG結構在一定的拉伸和彎曲形變範圍內(nei) 可以保有較高的傳(chuan) 感靈敏度。為(wei) 了檢驗在不同環境中，PEEK-LIG結構件的傳(chuan) 感性能，研究人員又進行了水下功能測試，結果表明PEEK-LIG結構件在水中仍能保持快速的響應速度和恢複速度，具備在水環境中的應用潛力。

圖2 PEEK-LIG智能結構件的結構和應變傳(chuan) 感性能測試

圖3 PEEK-LIG智能結構件的耐水性試驗和工作機理

3D打印技術和激光誘導石墨烯技術的結合，降低了製造智能結構件的成本，豐(feng) 富了應用場景。研究人員利用FUNMAT HT 進行製造出PEEK齒輪，利用激光誘導石墨烯技術在輪齒上製造出傳(chuan) 感結構，實現了對齒輪磨損情況的檢測與(yu) 判斷。值得一提的是，該方法具有廣泛的適用性，因為(wei) 大部分高分子材料均可以通過該方法製造出石墨烯結構。

圖4 PEEK-LIG智能齒輪和其工作狀態

FUNMAT-HT具有先進的加熱功能設計（90℃腔室溫度，450℃噴頭溫度），可打印20多種功能材料。包括PEEK、PEKK、ULTEM（PEI）、PPSU等高性能功能材料，以及PC、PA、PA-CF、ABS等工程材料。

遠鑄智能FUNMAT HT 高溫3D打印機

去年遠鑄智能又發布了FUNMAT PRO 410智能高溫雙噴頭３D打印機，最大可打印305 x 305 x 406 mm尺寸的結構件，可實現高速和高精度打印，進一步迎合了研究院所對穩定快速成型的３D打印機的需求。

遠鑄智能FUNMAT PRO 410