增材制造创新方案！光热转换对碳纤维增强复合材料进行原位固化

 

传统困境：高成本、低效率与有限设计

当前，复合材料制备面临诸多棘手问题。昂贵的设备投入、长时间的能源密集加工，使得制造成本居高不下。

同时，设计多样性受限，制造速度也难以提升，这些问题严重制约了复合材料在更广泛领域的应用与发展。

创新突破：快速、可扩展且节能的增材制造

针对上述难题，该研究提出了一种快速、可扩展且节能的纤维增强热固性复合材料增材制造方法。其核心原理是利用光热转换对碳纤维增强复合材料进行局部远程加热，促使复合材料原位固化。

具体而言，研究采用快速固化的热响应热固性树脂作为复合材料的基体相，在打印完成后，借助自动化平台对复合材料进行局部加热。

 

图1 （a）制备工艺示意图（b）树脂方案

方法优势：自由成型与高效制造

这种增材制造方法优势显著。通过热响应热固性树脂与光热转换实现碳纤维远程加热的协同集成，能够快速、灵活且节能地制造纤维增强热固性复合材料。

值得一提的是，该方法无需控制基底和周围空气温度，便可实现不连续和连续纤维增强热固性复合材料的自由成型与逐层增材制造。

应用前景：多行业适用与按需修复

该方法的适用性广泛，可应用于各种行业。它为复合材料部件的快速和可扩展制造开辟了新途径，同时也为复合材料结构的按需修复提供了可能，有望推动复合材料在航空航天、汽车制造、建筑等众多领域的创新发展。