维度网讯,欧洲亚麻与大麻联盟(Alliance for European Flax-Linen & Hemp)强调,亚麻和汉麻等有机纤维在复合材料3D打印中具有潜力。与通常使用碳纤维或玻璃纤维增强的复合材料不同,亚麻和汉麻生物复合材料在增材制造领域的发展得益于几项关键技术。

其中一项工艺是空心丝缠绕(coreless filament winding),这是一种机器人制造工艺,将浸渍树脂的亚麻纤维缠绕成3D结构,可不依赖模具创建大规模、复杂且结构优化的几何形状。在埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)的FIBRAS项目中,研究团队利用商业化短纤维形式的亚麻粗纱进行空心丝缠绕,开发大规模建筑格架结构,这些结构兼具坚固、轻质和资源高效的特点。

另一项建筑领域工艺创新是斯图加特大学(University of Stuttgart)ICD/ITKE开发的“Con[knit]uous Rubble”技术,该技术依托连续圆形编织,将未处理的建筑垃圾包裹在无缝亚麻纤维结构中,无需粘合剂或砂浆即可创建自承重拱形和柱子等结构。该工艺得到了亚麻和大麻纺纱商Safilin的支持。
针对增材制造本身的生物复合材料应用,连续亚麻纤维增强打印工艺将亚麻纱线与PLA等热塑性塑料共挤出,制成的复合材料部件性能已可媲美传统复合材料部件。此外,市面上的复合亚麻纤维丝材也可在常规挤出平台上生产生物复合材料部件。
法国设计师Alyssa Cartaut在其作品中使用这类3D打印复合材料。她的《The Cushion Issue》系列鞋类采用3D打印和含有欧洲亚麻纤维增强的PLA丝材制成,包括鞋跟和鞋垫在内的多个部件均以亚麻复合材料制成,为树脂或塑料等传统材料提供了生物基替代品。
4D打印领域也在开展相关研究,杜皮伊·德·洛姆研究所(Institut de Recherche Dupuy de Lôme)的Antoine le Duigou教授正在探索利用这些天然纤维复合材料创建对热或湿气等刺激做出响应的结构。欧洲亚麻与大麻联盟的Bruno Pech表示,欧洲亚麻和汉麻正在重新定义生物复合材料制造的可能性,进入纤维缠绕、预浸料系统和增材制造等高度自动化工艺,天然纤维已可用于最先进的工业应用。
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