近日，在日本SPEXA展会上，三菱化学集团展示了两款面向宇宙应用场景的熔融颗粒制造（FGF）工艺专用碳纤维复合材料，分别针对在轨制造和高耐热结构件两类应用需求，进一步拓展碳纤维复合材料在航天增材制造领域的应用。

此次推出的两款材料采用不同树脂体系。其中一款为可生物降解树脂基碳纤维复合材料，主要面向空间站等场景下的临时性构件制造。材料以可生物降解树脂为基体，并加入不同含量的短切碳纤维，可根据碳纤维比例调整材料的力学性能，适用于在轨工具、实验支架等对使用周期和结构性能有不同要求的部件。通过采用可降解树脂，该材料也针对在轨制造过程中产生的废弃物处理问题提供了新的材料选择。

另一款产品为PEI（聚醚酰亚胺）基碳纤维复合材料，主要面向需要较高耐热性和机械性能的航天结构。PEI本身具有较好的耐热性、尺寸稳定性和耐化学性能，加入碳纤维后可进一步提高材料的刚度和强度。该材料采用FGF工艺进行成型，并配合较大直径喷嘴，适用于大型复合材料结构件的增材制造。

与传统熔融沉积成型（FDM）使用连续丝材不同，FGF直接以颗粒料作为打印原料，不需要提前将材料加工成丝材，在原材料成本、进料效率以及大型构件制造方面具有一定优势。尤其对于大型增材制造而言，FGF能够采用更大的材料挤出量，从而提高成型效率。

三菱化学此次将碳纤维增强树脂与FGF工艺结合，也反映出航天增材制造正在从小型零部件向大型结构制造和在轨按需制造拓展。一方面，高性能碳纤维复合材料能够满足航天结构对轻量化、强度和耐热性的要求；另一方面，增材制造能够减少复杂结构的加工和组装环节，并根据实际需求快速制造零部件。

来源：Carbontech