天然存在的復(fù)合材料,如牙齒、貝殼等,利用纖維結(jié)構(gòu)的排列來提高強(qiáng)度。為了模仿自然界這一特性,此前增材制造業(yè)曾利用電磁場(chǎng)等途徑在聚合物中布置纖維結(jié)構(gòu),但這些手段會(huì)顯著增加制造的復(fù)雜程度,并難以做到局部控制。哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)利用流變學(xué)在3D打印中成功生成了微觀結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)目的3D打印機(jī)利用一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的噴嘴沉積基于環(huán)氧樹脂的液體原料,通過精確控制噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度和位置,可以有效地控制纖維的排列形態(tài),從而在生成的材料中提供不同的剛度,并且可以在不同的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)不同的微觀結(jié)構(gòu)。
該方法可以在多種增材制造技術(shù)中使用,如熔融沉積成型(FDM)、直接噴墨成型(DIW)、大面積增材制造(BAAM)等,并可應(yīng)用于多種材料,包括碳纖維與陶瓷。未來旋轉(zhuǎn)3D打印技術(shù)有望為增材制造開辟新的空間。(