伊斯兰堡空间技术研究所与阿联酋阿吉曼大学、巴基斯坦国立科技大学联合研发出一套专为熔融沉积成型3D打印优化的连续纤维增强聚合物复合材料线材生产系统。该系统能在聚乳酸基体中精准植入E-玻璃纤维，确保纤维在挤出过程中始终保持定向排列与完整包覆。力学测试显示：这种连续玻纤增强PLA线材平均拉伸强度达146.75 MPa，杨氏模量达4.96 GPa，显著优于纯PLA的60 MPa和3.68 GPa。其性能表现与理论预测高度吻合，证实了其在高强度增材制造领域的应用潜力。

攻克技术瓶颈：实现可靠复合线材制备
针对标准FDM热塑性塑料力学性能不足的行业难题，研究团队设计出由收卷装置、挤出机组、加热腔室和牵引卷轴四部分联动的齿轮传动系统。通过将送料与挤出速度同步控制（送料电机30 rpm/挤出电机74-75 rpm），配合165°C加热温度与10 rpm卷绕速率，实现了聚合物对纤维的均匀包覆。最终制得的连续玻纤-PLA复合线材直径稳定在1.75±0.05 mm，表面光滑无缺陷，可直接兼容现有FDM设备。

力学性能验证强韧纤维结合
通过对比纯PLA、E-玻璃纤维及复合线材的力学特性，发现复合线材拉伸强度较纯PLA提升2.4倍，刚度提高1.35倍——即便仅含2.8%的纤维体积分数，仍展现出显著增强效果。扫描电镜与能谱分析证实聚合物基体对纤维实现完整包覆，界面结合紧密且孔隙率极低。热重分析显示材料在291°C前质量损失可忽略，较纯PLA的212°C热分解起点明显提升，微分热重曲线确定主要分解区间为291-437°C，最终残留7%的玻璃纤维炭化物。

技术突破价值与行业意义
相比需要多喷嘴协同的商用解决方案（如Markforged Mark Two），该研究采用熔融浸渍单丝工艺，从根本上避免了纤维断裂与喷嘴堵塞问题。选用PLA基体兼顾生物可降解性与低温加工优势，E-玻璃纤维则凭借高刚度、耐腐蚀及非导电特性规避了碳纤维的设备磨损隐患。实验测得杨氏模量（4.96 GPa）与理论值（5.66 GPa）高度吻合，微幅偏差主要源于纤维定向精度与体积分数限制。

这项研究为连续纤维增强复合线材的规模化生产提供了切实可行的技术路径。尽管当前纤维体积分数仅达2.8%，但证实通过优化工艺参数完全有望实现更高力学性能，为结构级FDM制造开辟了新材料可能性。