以下文章來源於碳纖維及其復合材料技術 ，作者錢鑫博士
堅固、靈活、重量輕、可定製——這些只是復合材料在太空和地面上隨處可見的幾個原因。本期谷.專欄將介紹的是美國航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA，又稱為：美國宇航局）領先的復合材料技術中用於耐高溫領域的3D列印碳纖維復合材料技術。
/ 技術概述
美國宇航局格倫研究中心（NASA Glenn Research Center）的創新者與路易斯維爾大學和美國空軍合作，開發了一種增材製造技術，使用熱固性聚醯亞胺樹脂生產具有高溫性能的復合材料零件。
該工藝使用選擇性雷射燒結（SLS）來熔融加工NASA新型RTM370醯亞胺樹脂的粉末狀產品，該樹脂填充有精細研磨的碳纖維。隨後可以對所得復合材料零件進行後固化，為高溫航空航天應用做準備，從而提供可承受300°C以上溫度的3D列印復合材料零件。
這是增材製造聚合物技術的重大進步，通過提供一種需要相對較低熔融溫度的SLS工藝，創建得到具有高溫能力的復合材料，從而能夠對具有複雜幾何形狀的零件進行3D列印，以實現高性能應用。
3D科學谷白皮書
/ 技術特徵
NASA的這項技術是首個成功實現高溫碳纖維填充熱固性聚醯亞胺復合材料的3D列印技術。對碳纖維填充的RTM370進行選擇性雷射燒結後進行後固化，以實現更高的溫度性能，從而獲得玻璃化轉變溫度為370℃的復合材料部件。
NASA 通過SLS 工藝3D列印的熱固性聚醯亞胺復合材料，列印完成後需進行後固化。
SLS工藝通常使用熱塑性聚合物粉末，所得零件的有效溫度範圍為150-185°C，但與傳統加工材料相比，通常較弱。最近，高溫熱塑性塑料已經通過高溫SLS工藝製造成3D零件，需要380°C的熔化溫度，但這些部件的可用溫度範圍仍低於200°C。
NASA的熱固性聚醯亞胺復合材料在150-240°C之間可熔融加工，允許使用常規SLS 3D列印設備。隨後，使用多步驟循環對所得零件進行後固化，將材料緩慢加熱至略低於其玻璃化轉變溫度，同時避免在過程中發生尺寸變化。
這項發明將極大地有利於航空航天公司為需要超過300°C應用的發動機部件生產具有複雜幾何形狀的部件，同時具有豐富的其他潛在應用，包括但不限于軍用飛機的傳統部件列印和生產高性能電動汽車的部件。
/ 技術優勢
高溫性能：NASA的熱固性聚醯亞胺復合材料在極高溫度（超過300°C）下仍能保持機械性能。
高性能複雜3D部件的易生產性：需要高溫應用的複雜結構物體可以通過常規SLS設備進行3D列印。
製件輕量化：RTM370復合材料製成的部件比金屬部件輕30%。
清潔環保：RTM370採用無溶劑生產工藝，不會產生任何有害的揮發性化合物。
優異的抗衝擊性和焦炭產率：RTM370復合材料在環境和高溫下表現出高的抗衝擊性能和優異的耐磨性。