纖維增強聚合物復(fù)合材料具有許多有用的性能，但其最大的缺點是其制造復(fù)雜且成本昂貴。來自特拉華大學(xué)（the University of Delaware）的工程師團隊開發(fā)出一種3D打印技術(shù)，可對連續(xù)碳纖維和熱固性聚合物，以低成本、靈活的方 式來打印制造纖維增強聚合物復(fù)合材料制品。這項研究成果已發(fā)布在《物質(zhì)》（Matter）雜志上。 

該研究項目的通訊作者、特拉華大學(xué)機械工程助理教授Kun（Kelvin）Fu說，“這可以說是首次業(yè)界實現(xiàn)了連續(xù)碳纖維和熱 固性復(fù)合材料的3D打印。” 

據(jù)介紹，該團隊研發(fā)了一種名為局部平面內(nèi)熱輔助（ocalized in-plane thermal assisted，簡稱LITA）的3D打印方法。它允許用戶控制液體聚合物固化成指定形狀所需的厚度和固化程度。 

特拉華大學(xué)研究人員設(shè)計的新3D打印方法示意圖：加熱器接觸碳纖維并沿碳纖維移動以產(chǎn)生動態(tài)溫度梯度，從而觸發(fā)分配的液體聚合物注入 并固化碳纖維結(jié)構(gòu)。 

在LITA 3D打印中，研究人員小心地控制碳纖維的溫度，幫助液態(tài)聚合物流入碳纖維之間的通道。然后，聚合物固化成三維 結(jié)構(gòu)。 

LITA 3D打印不需要后固化，與傳統(tǒng)的需要數(shù)十小時后固化的復(fù)合材料相比，可以節(jié)省大量的能源。 

該團隊開發(fā)了一個機器人系統(tǒng)，包括一個獨特的打印頭和自動機械手臂。這臺定制的3D打印機允許小組打印各種形狀和結(jié) 構(gòu)。 

LITA 3D打印可以為許多行業(yè)提供一種快速、節(jié)能的方法，使用各種聚合物和纖維的組合來制造各種形狀的復(fù)合組件。