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三個(gè)實(shí)驗(yàn)纖維通過3D打印機(jī)公司Markforged的兩個(gè)噴嘴Mark One 3D打印機(jī)打印。 在這個(gè)過程中，尼龍和纖維材料是以交替的方式3D打印，以研究標(biāo)準(zhǔn)的骨條為例。
骨棒3D打印在各種材料中。 從左到右：尼龍，碳A，凱夫拉爾B，凱夫拉爾A，玻璃A，玻璃B.
Markforged Mark One 3D打印機(jī)(左)和插入光纖/尼龍3D打印過程(右)。
用于交替纖維層的同心(A)和各向同性(B)圖案，以及骨棒(C)中尼龍/纖維層的結(jié)構(gòu)圖。
在不同濃度的碳，凱夫拉爾和玻璃纖維上進(jìn)行3D打印后，測(cè)試其斷裂點(diǎn)，表征其拉伸(可拉伸)和機(jī)械(彎曲)性質(zhì)。
3D打印纖維斷裂研究。從左到右：玻璃B，玻璃A，凱夫拉爾A，凱夫拉爾B和碳A.插圖(右圖)顯示了應(yīng)用于骨棒的機(jī)械應(yīng)力的圖。
與純尼龍絲的骨棒樣品相比，拉伸和彎曲強(qiáng)度分別提高了6.3倍和5倍。強(qiáng)的材料復(fù)合材料被證明是用碳纖維進(jìn)行尼龍?jiān)鰪?qiáng)，然后是玻璃，然后是通常用于加強(qiáng)輪胎的凱夫拉爾。所有復(fù)合材料也顯示出優(yōu)于鋁的抗拉強(qiáng)度。
為了改善FDM / FFF絲的性能，石墨烯氧化物已經(jīng)不同程度地被添加到了ABS，PLA和TPU材料，如在CWRU的研究中。絲材也在醫(yī)療應(yīng)用得到廣泛的復(fù)合研究，路易斯安那州董事會(huì)已經(jīng)為一項(xiàng)專注于這種材料的項(xiàng)目授予了15萬(wàn)美元研發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)。
由于FDM / FFF 3D打印機(jī)的廣泛使用以及機(jī)器使用的材料的相對(duì)較低的成本，這種研究已經(jīng)發(fā)展。 Achala de Mel博士在3D打印支架研究方面的討論中，對(duì)可擠出材料的了解程度有望開拓3D打印技術(shù)的應(yīng)用，特別是在高價(jià)值醫(yī)療和汽車行業(yè)。
使用增材制造的連續(xù)碳，玻璃和凱夫拉纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的制造由Andrew N. Dickson，James N.Barry，Kevin A.McDonnell和Denis P. Dowling合作，大學(xué)機(jī)械和材料工程學(xué)院愛爾蘭都柏林學(xué)院參與。