美国大学开发新型无支撑碳纤维3D打印技术
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美国科罗拉多大学的研究人员开发了一种新的3D打印方法，可以在没有支撑结构的情况下制作碳纤维增强复合材料零件。
正面聚合3D打印方法，可以产生自由形式和支撑结构
这项技术依赖于一种专门开发的热固性树脂和一种称为正面聚合的独特固化过程，即在印刷过程中，材料可以在挤出过程中固化。使用这种方法，获得的零件几乎可以在没有任何外部紫外线或红外辐射的情况下立即打印。重要的是，它们是刚性的，可以在没有支撑的情况下保持其原始几何形状。这种新方法使3D打印复合结构具有零孔隙率的特点，碳纤维增强材料具有高方向性和优异的力学性能。
对于那些需要使用3D打印复合零件的人来说，这是个好消息。它可以加工短纤维材料和长连续纤维材料。
虽然复合长丝最容易获得和使用，但由于使用温度低、层间机械性能差、孔隙率高和纤维体积相对较低，因此生产的组件在应用于高性能结构时存在缺陷。
研究团队表示，他们在填充纤维的热固性复合树脂中找到了一种解决方案。这些低粘度、热敏材料可以直接挤出，通常比FFF长丝材料具有更好的热机械性能。
在这项研究中，该团队开发了一种基于DCPD（双环戊二烯）的热固性树脂，该树脂填充有短碳纤维，并且该树脂将在局部加热条件下开始固化。首先，加热印刷床，然后开始自诱导放热反应，从而启动印刷路径，就像保险丝在爆炸棒上点燃一样，最终实现树脂在沉积过程中的原位固化。
自我维持的放热反应，沿打印部件向上传播，沿途用热量固化材料
换句话说，通过将打印速度与前端速度（放热反应的传播速度）精确匹配，可以实现完全无支撑的自由形式结构并立即固化。除了大大改善力学性能外，还发现碳纤维的加入可以增强复合树脂的流变行为和导热性。该团队相信，他们的前聚合3D打印技术最终可以应用于各种类型的增强纤维，甚至颗粒添加剂。
