3D打印碳纤维增强塑料及复合材料的增材制造与应用

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3D打印碳纤维增强塑料及复合材料的增材制造与应用

作者：方鲲向正桐张戬杨琳胡国华崔可健徐坚

来源：《新材料产业》2017年第01期

当前，新能源、新材料、3D打印技术、智能制造装备、生物技术等高科技正在一些重要领域发生革命性突破，正在引发新一轮的产业转型与变革。3D打印技术是将新材料技术、数字化制造技术和智能化制造技术植入产品设计、开发及制造，使产品的功能得到极大丰富，并在网络、云计算、大数据等先进技术强有力地支持下，通过开放、共用的互联互通网络平台，单件小批量定制化的生产制造逐渐取代大批量流水线生产制造；重复和一般技能劳动制造将不断被智能化装备和先进的生产制造方式所替代。

3D打印技术是一种通过逐层增加堆积材料来生成三维实体的快速增材制造技术，不但克服了传统减材制造产生的损耗问题，而且使产品制造更智能化、精准化和高效。尤其是涉及到复杂形状的高端制造，3D打印技术显示出了巨大的优越性。随着高端制造业的发展，目前3D 打印制造技术受到高度关注，与机器人技术、人工智能技术一起被称为推动第3次工业革命的关键技术。3D打印技术包含：增强材料技术、3D打印设备制造技术及3D打印软件及各种应用服务。

其中，3D打印增强材料是最重要的3D产业链基础之一，可分为3大主要类别：3D打印金属材料、3D打印非金属陶瓷、3D打印塑料（复合）材料（包括3D打印生物医用材料）。3D打印主要应用在：文化创意产业、工业制品、医疗设备、交通运输、航空航天等行业。国家和政府部门将引领行业发展和变革，推动3D打印科学知识普及，指导国内3D打印行业发展。目前，国家已经出台相关政策扶持3D打印产业发展，如：《中国制造2025》等。在国家大力推进的创新驱动、从“制造大国”向“创造大国”转变的新时代发展背景下，3D打印技术产

业必将得到快速发展，3D打印产业链生态体系将逐渐完善，有助于推动中国战略的实现。

“新一轮科技和产业革命正在创造历史性机遇，催生互联网+、分享经济、3D打印、智能制造等新理念、新业态，蕴含着巨大商机。”习近平主席近期发表重要观点，支持和高度重视我国3D打印产业发展；2015年5月，经李克强总理签批国务院印发《中国制造2025》重要政策，要求在3～5年内我国3D打印产业将形成千亿级市场；2015年12月18日，在中国3D打印材料理事会成立大会上，中国工程院院士、中国3D打印增强材料理事会主席周廉说，“3D 打印发展的关键在增强材料，未来3D打印增强材料将爆发巨大生命力，可能占据3D打印产值30%以上份额。我们一定要做好3D打印增强材料这篇大文章，缩小与国际差距”；中国科

学院院士葛昌纯表示，“发展我国3D打印增强材料产业，需要国家加大资金支持力度，同时，将各大研发机构、材料企业和3D打印企业资源“有效整合起来”，实现“政、产、学、研、用”紧密结合，以实现我国3D打印增强材料产业的突围；中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军认为，尽管目前应用在3D打印领域的3D增强材料已达1 000多种，但是与传统制造业比