亚麻和大麻纤维闯入3D打印领域：从建筑到鞋履已进入应用验证阶段

魔猴君  科技前沿   11天前

近日，魔猴网了解到，欧洲亚麻和大麻联盟发布的研究报告指出，这两类天然纤维作为增强材料正在通过无芯缠绕、连续编织和共挤出打印等多种工艺路径进入增材制造应用前沿。

无芯缠绕：机器人用亚麻纤维绘制三维结构

无芯缠绕是一种机器人制造工艺，将浸渍树脂的亚麻纤维缠绕成三维结构，无需模具或模板，可直接制造大尺寸、复杂且结构优化的几何形态。这种方法特别适合大型建筑格构结构的制造。

埃因霍温理工大学通过FIBRAS项目对这一技术进行了深入探索。研究团队使用亚麻粗纱（一种短纤维商业化加工形式）作为增强材料，致力于开发兼具高强度、轻量化和资源高效利用的建筑结构，为可再生材料在建筑承重元件中的应用提供了技术路径。

连续编织碎石

另一项促进亚麻和麻在建筑领域应用的工艺是一项名为“连续编织碎石”（Con[knit]uous Rubble）的技术。虽然它并非严格意义上的增材制造，但它的核心工艺依赖于连续圆形编织，将未经处理的拆除废料包裹在无缝的亚麻纤维结构中。这项技术由斯图加特大学ICD/ITKE团队开发，并得到了亚麻纺纱企业Safilin的支持，无需粘合剂或砂浆即可建造拱门和柱子等自支承建筑结构。

△设计师Alyssa Cartaut设计的生物3D打印复合材料鞋

连续亚麻纤维增强打印：从建筑到可穿戴产品

连续亚麻纤维增强打印是另一条值得关注的技术路径。该工艺将亚麻纱线与聚乳酸（PLA）等热塑性塑料共挤出，目前已能生产出性能与传统复合材料部件相媲美的制品。此外，复合亚麻纤维长丝等新型材料也使得传统挤出平台可直接生产生物复合材料部件。

法国设计师Alyssa Cartaut是运用这类3D打印复合材料的代表人物。在她近期推出的“The Cushion Issue”系列中，鞋跟和鞋垫等部件采用添加了欧洲亚麻纤维的PLA长丝3D打印制成，为传统鞋材提供了一种生物基替代方案。

Cartaut表示：“亚麻纤维增强的PLA长丝让我能设计出精准而灵活的鞋型，同时最大程度地减少对环境的影响。”

让生物复合材料对热和湿气做出反应

在4D打印领域，研究同样在推进。法国洛姆研究所的Antoine Le Duigou教授正在研究如何利用天然纤维复合材料制造能够对热或湿气等刺激做出响应的智能结构，为生物复合材料在可编程材料领域拓展了新的想象空间。

欧洲亚麻和大麻联盟的Bruno Pech总结道：“欧洲亚麻和大麻正在重新定义生物复合材料制造的可能性，远远超越了传统的铺层工艺，迈向了纤维缠绕、预浸料系统和增材制造等高度自动化的流程。这些创新正在开启精度、设计自由度和性能的新篇章，证明天然纤维已准备好应用于最先进的工业领域。”

编译整理：3dnatives