03 综述:增材制造应用对环境可持续性的作用
增材制造(AM)利用其数据逐层生产复杂形状的产品,精度高,材料损耗少。与传统制造工艺相比,增材制造技术具有许多积极的环境优势。最重要的是,减少了原材料的浪费,使用了新的智能材料。它似乎专注于能够减少材料浪费、能源消耗和机器排放物组件的产出。有必要对增材制造技术及其应用的环境可持续性进行研究。随着越来越多的企业致力于加强他们的生态足迹,AM的可持续性正不断地获得动力。有远见的行业领导者不断地直面挑战,鼓励他们的员工找到新的方法来减少浪费,改善员工的制造环境,并找到使用新材料的创新方法,使其变得更具可持续性。这些举措推动了产品、商品和服务的增值。

本文讨论了增材制造在创建可持续生产系统方面的重大效益。最后,本文确定了AM在可持续性方面的12个主要应用。虽然增材制造和技术的主导地位正在关键行业中确立,但它们的可持续性优势在当前的制造场所中是显而易见的。主要目标是鉴定增材制造技术相对于传统制造的环境效益。现在各个行业可以决定适当的技术来满足环境目标。
04 连续纤维增强热塑性塑料的3D打印用混合双组分纤维的拉挤
连续晶格制造是一种新引入的纤维增强热塑性复合材料的增材制造方法,可以在需要的地方沉积材料。这项技术的成功在于一个打印头,在材料被挤压之前,未固结的连续纤维增强复合材料通过一个挤压模具沉积于平面之外,而不使用支撑结构。然而,最先进的复合原料,如混纺纱,由于其底层纤维结构,即热塑性纤维与增强长丝混合,在可达到的材料质量和部件尺寸方面存在局限性。混合双组分纤维克服了这些局限,因为每个单独的增强纤维都包覆在热塑性护套中。这样一来,就可以避免耗时的纤维浸渍步骤,这些步骤是会给孔隙含量和材料质量带来负面影响的。
本研究比较了混合双组份纤维和市售混纺纱在不同加工条件下的拉胶质量。介绍了在不同的模具填充度、模具温度和拉挤速度下,对直径为5 mm、含量50 ~ 60 % 玻璃纤维的聚碳酸酯复合材料型材进行拉挤试验。结果表明,由混合双组份纤维制成的拉胶比在相同条件下由混合纺丝制成的拉胶具有更低的空隙率。我们认为这是由于固结机制的差异造成的,在混合双组份纤维的情况下,与达尔西安流主导的混纺纱固结相比,主要是热塑性套的聚结。