3D打印技術，又稱為增材制造（AM），屬于快速成型技術的一種。它主要以金屬材料或者塑料等可粘合的材料為基礎，從零開始，以逐層打印的方式來直接制造零件。

3D打印技術的優點

• 節省材料：有效減少材料的使用量。
• 設計靈活：不受傳統設計思路的束縛，可實現多樣化設計。
• 按需打印：不受傳統制造工藝的局限性，無需刀具、夾具以及多道加工工序，就能生產出形狀廣泛、高度復雜、無需額外組裝的零件，實現了自由制造。
• 提升效率與降低成本：極大地提高了生產率、降低了生產成本及減少了材料浪費等。

3D打印技術的不斷發展給傳統的制造技術帶來革命性的改變。近年來，隨著智能制造技術的不斷發展，3D打印技術作為一種新興的材料加工成型方法，被廣泛應用于航空航天、醫療、汽車及其他領域。

FDM（熔融沉積打印）技術特點

FDM（熔融沉積打印）是通過逐層堆積材料的方法來制造零件，是3D打印技術中最常用的方法之一。

在3D打印零件成型過程中：

• 整個零件會被進一步處理為層狀結構。打印絲材在噴嘴內被加熱成為半流動狀態后，被層層冷卻固化在打印平臺上形成零件實體。
• 因層層結構均受到高溫熱循環的作用，各層結構之間的質量及力學性能等存在差異，使得制作出的零件往往是非均質的。
• 由于零件是通過逐層沉積方式制造的，無論是對于同層結構之間還是層狀界面，絲間粘合性與層間粘合性都會影響整個結構在沉積過程中的致密性，使得打印出的零件的微觀結構是含孔隙、非均質的。

3D打印復合結構的缺陷

• 固有缺陷：孔隙率和層間粘結的不完全性是3D打印復合結構的固有缺陷，是3D打印復合結構力學性能下降的主要原因。即使當孔隙率無限小，絲間、層間粘結完全，它們的界面的力學性能也不太可能與原本材料的力學性能相媲美。
• 安全問題：在3D打印復合結構的整個成型過程中，打印絲材會經固態轉化為半流體態后又層層固化形成完整的結構。由于層層堆積引起層間、絲間的高密度界面以及在制造過程中的孔隙率和層間不完全粘合性等固有缺陷，均會導致3D打印復合結構在使用過程中過早出現裂紋，從而引起斷裂失效的嚴重安全問題，影響零件的功能使用，阻礙3D打印技術在工業生產等各個領域的進一步發展。

研究3D打印復合結構斷裂性能的必要性

為了進一步保障結構的性能和安全可靠性，對于3D打印復合結構的斷裂性能的研究是很有必要的。與傳統制作零件的方法相比，3D打印技術具有顯著的優勢，打印制造的3D打印復合結構在各個領域的應用廣泛。由于3D打印復合結構是分層制造而成的，在整個結構中都有非均質的特性，其固有的孔隙率和層間界面的不完全粘合性使得3D打印復合結構具有不同的力學性能和微觀結構。

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