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增材制造是一種革命性的、顛覆性的制造技術，正受到越來越多的關注。材料擠出是增材制造的一個重要分支，在多材料結(jié)構(gòu)制造領域具有相當大的應用潛力。然而材料擠壓制品的力學性能受到限制，為了獲得更高的強度，考慮到樹脂的固有局限性，將增強材料引入熱塑性樹脂中。與短纖維增強熱塑性復合材料相比，連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的機械性能，同時在醫(yī)療和航空航天應用有巨大潛力。

浙江大學Congcong Luan等人基于材料擠出開發(fā)了一種多材料擠出噴嘴，以同步實現(xiàn)連續(xù)碳纖維在幾種不同的熱塑性材料基質(zhì)中的集成。與傳統(tǒng)的制造技術相比，所提出的方法允許通過僅在一個擠出噴嘴中在適當?shù)挠∷囟认略蝗诤宪浻矡崴苄运芰蟻砜焖傩纬删哂薪Y(jié)構(gòu)增強和可調(diào)軟硬混合的 CCFRTP-TSSH 結(jié)構(gòu)，其原理如圖1所示。

該團隊系統(tǒng)地研究和討論了在各種工藝參數(shù)下制造的 CCFRTP-TSSH 試樣的力學性能，包括噴嘴溫度、層厚度和 支撐樹脂體積比（SRVR）。同時研究團隊通過制造薄壁空心圓柱體和薄壁空心圓臺等 CCFRTP-TSSH 3D打印組件，證明了所提出方法的可行性。在上述研究的基礎上，研究團隊實現(xiàn)了肢體假肢插座的 CCFRTP-TSSH 組件從需求到制造的完整過程，如圖2所示。過程主要包括六個步驟：(i)新需求獲取(如承重、輕量化、舒適)，(ii)物體三維激光掃描(如殘肢)，(iii)表面重建，(iv)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計(如假肢插座)，(v)機器人輔助集成制造，以及(vi)制造產(chǎn)品的應用(如假肢插座)。

參考文獻：

1. Chengcheng Niu, et al. Tunable soft–stiff hybridized fiber-reinforced thermoplastic composites using controllable multimaterial additive manufacturing technology, Additive Manufacturing, 2022