英国伯明翰大学研究人员开发出一种3D打印方法，能够制造几何形状复杂的连续碳纤维增强陶瓷基复合材料——这类材料长期以来被视作难以通过传统手段低成本制造的品类。该研究发表于《npj Advanced Manufacturing》，聚焦连续碳纤维增强碳化硅复合材料。此类材料可承受强腐蚀环境和极端温度，在航空航天、核能和汽车领域应用前景明确，但传统制造路线长期受困于高成本、纤维铺设灵活性有限以及由制造和加工引入缺陷所导致的几何自由度受限。

伯明翰团队的方法在打印过程中同步嵌入连续碳纤维，同时沉积碳化硅基体。打印完成的生坯经聚合物烧除后烧结为成品CMC。关键在于，这种方法允许在单一零件内部实现可变纤维增强结构——这是传统制造路径难以直接提供的能力。

对于增材制造行业，这一突破的意义在于3D打印实现了传统方法做不到的事情：几何形状复杂的CMC零件近净成形，同时具备逐层定制纤维取向的能力。这种对定向力学性能的控制精度，直接关乎在苛刻热载荷和结构载荷下运行的核心部件。

碳化硅基CMC已在航空航天与核能领域被用于在极端条件下维持机械完整性。以连续纤维增强——而非增材制造领域中更常见的短纤维或颗粒增强——通过打印路径来制造这类复合材料，标志着为工程师扩充这一材料品类的设计与生产选项迈出了实质性一步。当材料能同时承受超高温度和强腐蚀，且纤维可被精确编排进任意几何形态时，下一代高超声速飞行器和核反应堆的边界就被拓宽了。