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3D打印制件的機(jī)械性能往往低于傳統(tǒng)成型技術(shù)制造的產(chǎn)品，這是由于在打印過(guò)程中出現(xiàn)大量空隙，且微珠之間的界面剪切強(qiáng)度較低。為了解決這個(gè)問(wèn)題，前人已經(jīng)提出了一些技術(shù)，例如真空條件下的3D打印，3D打印期間的熱處理、后處理退火，以及3D打印過(guò)程中的壓實(shí)等技術(shù)。通過(guò)上述技術(shù)，3D打印過(guò)程中的壓實(shí)有可能在不進(jìn)行后處理的情況下大幅提高3D打印產(chǎn)品的機(jī)械性能。盡管壓實(shí)輥或壓緊頭已被用于自動(dòng)鋪帶制造，但是與3D打印應(yīng)用相關(guān)的研究報(bào)告還比較少。
針對(duì)3D打印過(guò)程中缺陷較多的問(wèn)題，日本大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種用于3D打印的熱壓輥技術(shù)，以減少空隙并提高3D打印產(chǎn)品中微珠之間的粘附力，其設(shè)備結(jié)構(gòu)與成形原理如下圖1所示。與傳統(tǒng)的3D打印（3DP）相比，這種3D打印方法被稱為3D壓實(shí)打印（3DCP）。該團(tuán)隊(duì)分別通過(guò)3DCP和3DP技術(shù)制備了單向連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性材料（CFRTP）試樣，對(duì)其拉伸和彎曲性能進(jìn)行了研究。隨后對(duì)3DP試樣進(jìn)行熱壓成型后處理，并與3DCP試樣的力學(xué)性能進(jìn)行比較。
試驗(yàn)結(jié)果表明，在3D打印過(guò)程中，熱壓處理提高了CFRTP的拉伸和彎曲性能，可以取得與熱壓成型后處理相同的效果。并通過(guò)掃描電子顯微鏡和x射線計(jì)算機(jī)斷層掃描對(duì)試樣中的空隙進(jìn)行觀察，證實(shí)了熱壓實(shí)降低了空隙含量。結(jié)合各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合表明，3DCP在結(jié)構(gòu)用CFRTP零件制造方面優(yōu)于傳統(tǒng)熔絲制造技術(shù)（FFF）。