通過(guò)3D打印制作的新型反射纖維

來(lái)源：廣西增材制造協(xié)會(huì)

在“3D打印反光纖維的制造和測(cè)量”中，致力于研究增材制造工藝的新材料。使用新的逆向反射纖維，作者提供了一種材料組合，其具有以前聞所未聞的復(fù)雜（非圓形、非凸起）橫截面，也具有光學(xué)散射特性。這種新型纖維是逐層構(gòu)建的，但隨后可以用作纖維。

隨著熱拉伸再次成為創(chuàng)造復(fù)雜纖維的熱門，研究人員利用聚合物、金屬、彈性體等。對(duì)于這個(gè)研究項(xiàng)目，他們創(chuàng)造了一個(gè)3D打印的預(yù)制棒，用于逆向反射光，或者正如作者所解釋的那樣，“反射角是入射角的負(fù)面�！鳖A(yù)制棒由聚合物和金屬、纖維作為逆向反射光的元素。

a）3D打印聚碳酸酯（PC）預(yù)制棒的頂視圖，其中有五個(gè)銦帶渠道。預(yù)制件的外橫截面包含彎曲的蛇形輪廓。 b）同一預(yù)制棒的側(cè)視圖。 c）在顯微鏡下透射環(huán)氧樹脂的拉伸纖維（透射光圖像）。 d）相同的樣品，但能反射光。 c和d中的兩個(gè)圖像都說(shuō)明了相同的內(nèi)容

“反射表面上的玻璃珠是反光表面的一個(gè)熟悉的例子，”研究人員表示。“為了使逆向反射最大化，聚合物的折射率應(yīng)接近1.9。在該指數(shù)處，圓柱體或球體將光線折射到光軸和背面的交叉點(diǎn)�！�

預(yù)制棒在Stratasys Fortus 450MC打印機(jī)上進(jìn)行3D打印，填充物處于最高設(shè)置，因?yàn)樵噲D增加它否則失敗;銦的問(wèn)題在于它比PC密度大得多，預(yù)制棒必須能夠抵抗變形。

“因此，應(yīng)該使用跟蹤多個(gè)同心路徑的打印路徑來(lái)抵消來(lái)自液體銦的向外流體靜壓力，以保持橫截面并防止銦在汲取爐中聚集（結(jié)塊），”研究人員表示。

3D打印預(yù)制件橫截面的演變：1）兩個(gè)連接外環(huán)和內(nèi)部PC芯的橋，2）五個(gè)橋加固外環(huán)，3）類似于2但減少通道體積以減少銦體積和拉伸過(guò)程中的向外壓力，4）類似于3但具有更厚的橋梁以進(jìn)一步加固。

“作為我們的品質(zhì)的重要因素，我們計(jì)算單根光纖逆向反射的光量相對(duì)于白色反射標(biāo)準(zhǔn)的光量。然后兩者都被截取的區(qū)域縮放。這產(chǎn)生了重新調(diào)整的相對(duì)回射比（RRR），”研究人員總結(jié)道。

a）說(shuō)明反射的光線跟蹤。 b）RRR與外部折射率。紅線表示我們的纖維（n = 1.58，RRR = 260）。折射率剛好超過(guò)1.9時(shí)出現(xiàn)峰值RRR值。

“復(fù)雜的橫截面預(yù)制件很容易通過(guò)增材制造來(lái)實(shí)現(xiàn)，未來(lái)的努力將探索添加多種材料。”材料研究在3D打印方面繼續(xù)變得更加復(fù)雜，尤其是復(fù)合材料從連續(xù)纖維到線材聚合物、亞麻生物復(fù)合材料以及無(wú)數(shù)其他材料。