熔融沉积成型技术制造纤维增强塑料复合材料的三维打印：现状综述

摘要整理

复合材料是两种或多种材料的组合，用于增强工程产品的力学和结构性能。当纤维混入聚合物基体中时，该复合材料称为纤维增强聚合物（FRP）。FRP材料广泛应用于国防、汽车、航空航天和体育等工业领域的结构应用中。这些材料用于生产具有高拉伸强度和刚度的轻质构件。纤维增强聚合物中的纤维成分提供所需的强度重量比，而聚合物部分成本较低，基体制造工艺相对简单。国防军事、航空航天、汽车、生物医学和体育等工业部门对使用三维打印和增材制造技术制造纤维增强聚合物的需求很高。FRP复合材料应用于军用车辆、防护设施、战斗防护装备、战斗机、军舰和潜艇结构等多种领域。传统复合材料制造工艺会降低构件的强度重量比和拉伸强度，对构件的使用寿命产生重要影响。熔融沉积成型（FDM）是一种三维打印技术，允许使用热塑性复合材料进行分层制造。该技术可以获得具有复杂形状和几何结构以及增强力学性能的零件。本文重点阐述了FRP开发中的局限性和与其力学性能相关的挑战，并讨论了碳纤维（CF）和聚合物基体的发展前景。文章还强调了FDM辅助三维打印中需要进一步研究的不同领域。现有文献主要关注FRP复合材料性能描述和潜在应用，但在预测FDM技术制造的三维打印FRP复合材料零件性能方面存在科学知识空白。本综述通过研究三维打印FRP的力学性能，建立三维打印方法与性能之间的关联，为从事FDM辅助三维打印FRP研究、开发和制造的科研人员、工程技术人员和制造商提供参考。

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