热、力及其复合外场原位辅助熔融沉积成型技术研究进展

熔融沉积成型(fused filament fabrication, FFF)是典型的聚合物增材制造技术之一，因其原料利用率高，成型原理简单且成本低而受到广泛关注。然而，FFF技术采用逐层堆积的加工方式，导致其成型件的层间界面结合强度较弱、宏观力学性能呈各向异性，因此较少用于工业领域关键零部件的制造。为此，发展了外场原位辅助的FFF技术，借助热场、力场及其复合外场，原位促进FFF成型过程中的层间结合行为，进而提高FFF成型件的宏观力学性能。本文从FFF成型的层间结合现象出发，归纳无定形聚合物和结晶性聚合物的层间结合机理，概述热场和力场对层间结合的影响机制，综述各类热、力及其复合外场辅助FFF技术的研究进展，并讨论各类原位辅助技术对FFF成型件力学性能的改善与不足，最后展望该技术在材料、工艺与装置等方面的发展前景和趋势，为促进FFF技术的工程应用提供理论支撑和技术参考。