在采用缸式光聚合法制造的聚合物复合材料零件中选择性嵌入多条空间转向纤维

纤维增强聚合物复合材料（FRPC）零件大多被制作为层压板、壳体或用二维纤维图案缠绕的表面，即便在增材制造出现之后仍是如此。尽管拓扑优化表明此类设计是最优的，但此前未见关于制造内部嵌有连续纤维的三维 FRPC 零件的报道。早期的三维纤维增强尝试展示了具有通道的增材制造零件，纤维被插入这些通道中。在本文中，我们提出了一种三维打印技术以及一台为此开发的打印机，用于打印采用缸式光聚合变体将连续纤维空间嵌入基体内的零件。多条连续纤维在零件逐层构建时被逐步转向，而非将其放置在零件内预制的通道中。我们展示了使用本工作开发的三维打印技术构建的空间纤维图案与几何形状示例。我们还测试了零件的强度，并说明了按特定图案空间嵌入纤维的重要性。