增材制造是一种革命性的、颠覆性的制造技术，正受到越来越多的关注。材料挤出是增材制造的一个重要分支，在多材料结构制造领域具有相当大的应用潜力。然而材料挤压制品的力学性能受到限制，为了获得更高的强度，考虑到树脂的固有局限性，将增强材料引入热塑性树脂中。与短纤维增强热塑性复合材料相比，连续纤维增强热塑性复合材料表现出优异的机械性能，同时在医疗和航空航天应用有巨大潜力。

浙江大学Congcong Luan等人基于材料挤出开发了一种多材料挤出喷嘴，以同步实现连续碳纤维在几种不同的热塑性材料基质中的集成。与传统的制造技术相比，所提出的方法允许通过仅在一个挤出喷嘴中在适当的印刷温度下原位融合软硬热塑性塑料来快速形成具有结构增强和可调软硬混合的 CCFRTP-TSSH 结构，其原理如图1所示。

该团队系统地研究和讨论了在各种工艺参数下制造的 CCFRTP-TSSH 试样的力学性能，包括喷嘴温度、层厚度和 支撑树脂体积比（SRVR）。同时研究团队通过制造薄壁空心圆柱体和薄壁空心圆台等 CCFRTP-TSSH 3D打印组件，证明了所提出方法的可行性。在上述研究的基础上，研究团队实现了肢体假肢插座的 CCFRTP-TSSH 组件从需求到制造的完整过程，如图2所示。过程主要包括六个步骤：(i)新需求获取(如承重、轻量化、舒适)，(ii)物体三维激光扫描(如残肢)，(iii)表面重建，(iv)结构优化设计(如假肢插座)，(v)机器人辅助集成制造，以及(vi)制造产品的应用(如假肢插座)。

参考文献：

1. Chengcheng Niu, et al. Tunable soft–stiff hybridized fiber-reinforced thermoplastic composites using controllable multimaterial additive manufacturing technology, Additive Manufacturing, 2022