3D打印技术，又称为增材制造（AM），属于快速成型技术的一种。它主要以金属材料或者塑料等可粘合的材料为基础，从零开始，以逐层打印的方式来直接制造零件。

3D打印技术的优点

• 节省材料：有效减少材料的使用量。
• 设计灵活：不受传统设计思路的束缚，可实现多样化设计。
• 按需打印：不受传统制造工艺的局限性，无需刀具、夹具以及多道加工工序，就能生产出形状广泛、高度复杂、无需额外组装的零件，实现了自由制造。
• 提升效率与降低成本：极大地提高了生产率、降低了生产成本及减少了材料浪费等。

3D打印技术的不断发展给传统的制造技术带来革命性的改变。近年来，随着智能制造技术的不断发展，3D打印技术作为一种新兴的材料加工成型方法，被广泛应用于航空航天、医疗、汽车及其他领域。

FDM（熔融沉积打印）技术特点

FDM（熔融沉积打印）是通过逐层堆积材料的方法来制造零件，是3D打印技术中最常用的方法之一。

在3D打印零件成型过程中：

• 整个零件会被进一步处理为层状结构。打印丝材在喷嘴内被加热成为半流动状态后，被层层冷却固化在打印平台上形成零件实体。
• 因层层结构均受到高温热循环的作用，各层结构之间的质量及力学性能等存在差异，使得制作出的零件往往是非均质的。
• 由于零件是通过逐层沉积方式制造的，无论是对于同层结构之间还是层状界面，丝间粘合性与层间粘合性都会影响整个结构在沉积过程中的致密性，使得打印出的零件的微观结构是含孔隙、非均质的。

3D打印复合结构的缺陷

• 固有缺陷：孔隙率和层间粘结的不完全性是3D打印复合结构的固有缺陷，是3D打印复合结构力学性能下降的主要原因。即使当孔隙率无限小，丝间、层间粘结完全，它们的界面的力学性能也不太可能与原本材料的力学性能相媲美。
• 安全问题：在3D打印复合结构的整个成型过程中，打印丝材会经固态转化为半流体态后又层层固化形成完整的结构。由于层层堆积引起层间、丝间的高密度界面以及在制造过程中的孔隙率和层间不完全粘合性等固有缺陷，均会导致3D打印复合结构在使用过程中过早出现裂纹，从而引起断裂失效的严重安全问题，影响零件的功能使用，阻碍3D打印技术在工业生产等各个领域的进一步发展。

研究3D打印复合结构断裂性能的必要性

为了进一步保障结构的性能和安全可靠性，对于3D打印复合结构的断裂性能的研究是很有必要的。与传统制作零件的方法相比，3D打印技术具有显著的优势，打印制造的3D打印复合结构在各个领域的应用广泛。由于3D打印复合结构是分层制造而成的，在整个结构中都有非均质的特性，其固有的孔隙率和层间界面的不完全粘合性使得3D打印复合结构具有不同的力学性能和微观结构。

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