作為(wei) 增材製造的一類前沿性技術的3D打印技術，從(cong) 2012年開始業(ye) 界就掀起一陣研發及應用潮流。其強大的市場發展前景及神奇的技術特性，不僅(jin) 讓許多民間及私營企業(ye) 加快應用性研發之外，也讓國家為(wei) 首的研究計劃也正在不斷出爐，其中，美國在3D打印技術的研發與(yu) 應用上一直遙遙領先，近日，美國又正致力於(yu) 研發增強型塑料3D打印技術。

    位於(yu) 美國田納西州的橡樹嶺國家實驗室(ORNL)正與(yu) 增材製造設備供應商如Arcam公司合作，將增材製造技術擴大至新的金屬和更大零件的製造中，包括鉻鎳鐵合金718的激光燒結，該材料是一種用於(yu) 渦輪葉片中的耐高溫合金。但一些最令人興(xing) 奮的工作涉及到增強型塑料的打印。

    目前的3D打印聚合物零件強度較低，可用於(yu) 管道但並非承力部件。該實驗室目前已經開發出一種方式，將增強型碳纖維注入原材料中，打印可承力的零件。

    采用常規方法切削的碳纖維厚度為(wei) 5-7微米，難以擠入被送入熔融沉積成形(FDM)設備中的0.25英寸直徑的熱塑性長絲(si) 。橡樹嶺國家實驗室已經開發出一種生產(chan) 直徑小於(yu) 500毫微米纖維的方法。沉積科學和技術小組領導者ChadDuty稱，這些納米纖維被切削得足夠小，能夠混入FDM原材料中，但卻有足夠高的長度直徑比率，以達到相輔相成的效果。與(yu) 6000係列鋁材料優(you) 勢相當是可能的。

    將增強型纖維注入原材料中是實現航空航天大型零件—60-100英尺零件3D打印的關(guan) 鍵。橡樹嶺國家實驗室呼籲這種增材製造采用廣泛區域合作，並已經與(yu) 洛克希德。馬丁公司和一家設備製造商開發此能力，最初生產(chan) 低成本磨具，但最終要打印結構，如大型無人機的機翼。

    采用3D打印的大型零件可能會(hui) 出現變形，因為(wei) 有些區域因冷卻率不同導致厚度不同，這是增材製造麵臨(lin) 的核心技術挑戰。將13%切削的碳纖維添加到熱塑性顆粒原料，其強度可提高2倍，剛性可提高4倍，並能阻止材料冷卻時零件的變形。

    橡樹嶺國家實驗室的下一步工作是，與(yu) 設備供應商合作建造一個(ge) 獨立的設備原型，可實現塑料零件打印，把零件加工成最終形狀，並對其碳纖維束架構進行重新包裹，以生產(chan) 大型結構組件。

    3D打印技術作為(wei) 對未來社會(hui) 的發展有著重要影響力的新興(xing) 技術，雖然目前在應用和技術條件上受到一些因素的製約，但是相信隨著社會(hui) 和技術的進步，以及研究人員對3D打印技術的不斷完善，3D打印產(chan) 業(ye) 終將會(hui) 形成強大的市場規模，更好地在各領域嫌棄新的應用熱潮。