复合材料的需求将以更快的速度增长，其高成本已成为制约复合材料广泛应用的重要瓶颈。低成本复合材料制造技术是复合材料研究领域的核心问题。为了提高复合材料的性能价格比，除了在原材料，组装和维护等方面进行研究和改进外，降低复合材料的制造成本更为重要。 3D打印近年来，3D打印技术的出现为制造业打开了一种全新的思维方式。与传统制造业的减法制造和同质材料制造不同，它可以通过添加材料快速形成复杂形状的产品，并最大限度地利用原材料。航天器的发射成本很高，有效载荷的质量对发射成本产生巨大影响。因此，有效载荷在结构设计和材料选择中特别注意结构效率。碳纤维复合材料具有高比强度，大比模量，良好的热稳定性和强设计性的特征。

出色的综合性能正是航空航天产品追求高性能，优化结构质量和效率所需要的。目前，航空光学遥感器中使用的碳纤维复合产品覆盖了遥感器的各个部分，例如镜筒，相机支架，遮光罩，桁架等。所使用的树脂主要是环氧树脂和氰酸酯树脂，而增强材料主要是连续碳纤维。根据产品的特定特性和工艺特性，根据产品性能要求和厚度要求，将预浸料以一定顺序和层数层压在模具上，形成生坯，然后将生坯放置在模具中。高压釜或热压机在高温环境下进行高温高压固化数小时。航空航天遥感器复合材料及其制造工艺具有以下特点：1）为保证产品的机械性能，增强件采用连续纤维； 2）树脂基体环氧树脂和氰酸酯树脂均为热固性树脂，需要特定的固化温度和压力几个小时（发生化学交联反应）形成稳定的网络交联聚合物； 3）预浸料叠层体内部疏松，为了排出体内的空气和其他小分子，需要加热该体，同时施加高压以提高产品的致密性并确保机械性能产品的4）对于复杂的结构产品，为了确保其机械性能，预浸料的帘布层设计通常需要多个平面或多个位置才能形成连续的帘布层。

例如，薄壁增强镜筒必须确保凸缘环和镜筒主体的连续性，以及加强肋和镜筒主体的连续性。多向接头必须确保端部在圆周方向上以及端部之间连续。根源不断地等待着。 3D打印技术3D打印也称为增材制造，这与传统的减法或同质材料制造方法不同。它采用逐层堆积的方法来制造固体零件。该技术是在现代CAD / CAM技术，激光技术，计算机数控技术，信息技术，精密伺服驱动技术以及新材料和物理化学技术的基础上进行集成和开发的。它的工作原理是将物理实体的计算机三维模型离散化为一系列二维叠片。根据层压信息，使用精密喷嘴或激光热源，在数字控制的控制下，通过连续物理层压来增强包层成型材料。逐层生成3D实体产品的材料。在各种3D打印技术中，复合材料的3D制造主要包括选择性激光烧结（SLS），熔融沉积建模（FDM），分层固体制造（l，LOM）和立体光刻（SL）。通过SLS制造复合材料的主要方法是混合粉末法，即，将基质粉末和增强粉末混合。激光根据设计图的横截面形状在特定区域加热粉末，以使熔点相对较低的基体粉末熔化，从而熔化基体，然后将增强材料粘合在一起，实现粉末的复合。组件。的该方法的问题在于混合粉末中两种材料的密度不同，并且易于沉降并使产品组成不均匀。

通过合成单一的复合材料粉末以进行技术改进，所生产的复合材料粉末可以克服混合粉末易于沉降和不均匀的问题，从而可以生产更高质量的产品。通过FDM工艺生产的复合材料由预先用纤维和树脂制成的预浸料丝束制成，然后将预浸料丝束发送到喷嘴。丝束在喷嘴处加热并熔化，并根据设计轨迹堆叠在平台上，以形成一层材料。通过树脂的部分或完全熔融来形成与层的连接。 FDM技术中使用的复合预浸料丝束必须满足组成，强度和低粘度的要求。通常，将增塑剂添加到复合物中以增加流动性。 LOM技术类似于FDM。必须平行准备单向纤维/树脂预浸料丝束，以制成无纬布，即预浸料条。预浸料条通过传送带被送到工作台。将模型各部分的轮廓线切成预浸料条，将其逐层层叠在一起以形成三维产品。为了用SL制成复合材料，首先，将光敏聚合物和增强颗粒或纤维混合成混合溶液，并用紫外线激光迅速扫描储存在液槽中的混合溶液，使光敏聚合物迅速经历光聚合，从而从液态改变。它是固体，然后桌子降低一层纸的高度，然后进行第二层激光扫描固化，以此类推，形成最终产品。

 SL制造复合材料存在以下问题：增强颗粒的沉淀导致颗粒的不均匀分布；溶液中泡沫引起的固化后空隙的产生；颗粒的反射降低激光吸收能量，因此需要更长的照射时间。复合材料的3D打印技术的进步热塑性树脂具有加热，软化，冷却和固化的特性，很容易实现增材制造。在3D打印市场中，热塑性树脂同样，在复合3D打印技术中，主要还是基于热塑性树脂的复合材料。增强材料包括短切纤维和连续纤维。德国，美国和中国华曙高科技的3D打印公司已经开发出可用于SLS技术的短切纤维/热塑性树脂复合粉末，并将其商业化。美国MarkForged公司于2014年初开发了一种连续碳纤维增强热塑性复合材料3D打印设备MarkOne，并印刷了碳纤维增强尼龙复合材料。打印机有两个喷嘴，一个喷嘴输送热塑性树脂（尼龙或聚乳酸），一个喷嘴输送连续的预浸料碳纤维长丝或预浸料玻璃纤维长丝，预浸料纤维丝上涂有专门为打印机开发的热塑性树脂，这些喷嘴可在然后，使用基于FDM的工艺将树脂和预浸料丝束沿X / Y平面放置，以实现纤维和树脂复合材料。

纤维可以根据需要定向或仅在需要的地方放置。目前，该设备只能实现X / Y方向的纤维定向，而不能实现Z方向。 MarkOne的可打印尺寸为0.6m×0.4m×0.3m。美国Stratasys公司与能源部（DOE）橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）合作开发了可批量生产碳纤维复合材料的FDM制造技术。合作分为三个阶段。第一步是研究如何在FDM工艺中放置断裂的纤维并调整材料的各种机械性能。研究的第二到第三阶段集中于在中心线上制造连续碳纤维复合材料并进行进一步加工。哈佛大学开发了适用于3D打印的环氧树脂，从而可以对热固性树脂进行3D打印。为了提高树脂粘度，研究人员在咪唑中添加了纳米粘土，磷酸二甲酯，碳化硅晶须和切碎的碳纤维。作为固化剂的碱离子极大地扩展了树脂的印刷窗口，因此在几周的印刷窗口期间树脂的粘度不会显着增加。通过控制纤维的长径比和喷嘴直径，使填料在剪切力和挤出流的作用下取向，并且控制填料的取向以获得取向的纤维。印刷的零件在较低的温度下进行预固化，然后从基材上取下来进行进一步的高温固化。航空用树脂基复合材料的3D打印技术分析目前，复合纤维3D打印技术主要是短纤维/热塑性复合材料，材料和设备已经商业化，而热固性基质复合材料仅实现了短切纤维增强复合材料在实验室中的3D打印材料。结合航空遥感器复合材料的产品特性，连续纤维增强热固性复合3D打印技术在打印材料，多维连续打印和预固化功能方面迫切需要突破。

需要细分的领域1）开发自适应打印材料。复合材料的3D打印过程要求打印材料具有适当的粘度，流动性，较长的操作时间和较短的成型时间。因此，有必要自适应地发展现有的航空复合材料系统，并改善该材料系统以提供满足感。航空航天应用所需的3D打印技术和材料。 2）突破性纤维多维连续印刷。复合3D打印设备迫切需要突破多维方向上的连续堆叠，例如建立一个五轴/六轴联动打印平台，通过旋转平台来实现多维连续打印，以满足多层次的连续分层飞机和航空航天复杂结构产品的多个零件索赔。 3）实现预压缩功能。热固性树脂基复合材料需要在高温和高压下实现树脂基体的固化和产品的致密化。在印刷一定数量的层之后，可以将压坯预压实并在设备中加热以提高印刷中间的压实度。打印完成后，移至固化设备进行最终固化。采用低成本技术是降低复合材料产品成本的有效途径之一。 3D打印技术可以增加材料的使用量并增加材料的使用量，从而降低复合材料的生产成本。此外，对于复杂结构的复合产品，3D打印技术还可以减少对工具的依赖并缩短处理时间。同时，它还可以实现整体成型并减少组装时间。研究3D打印技术在航空复合材料中的应用具有重要的工程意义。对于用于航空航天遥感器的连续纤维增强的热固性树脂复合材料，3D打印需要解决诸如打印材料，纤维的连续多维打印以及预固化功能等问题。

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