复合材料作为新一代结构材料已经被大量应用在生物医疗、航空航天等领域。低成本、高效率的制造技术是积极推进复合材料应用范围的重要途径,3D打印技术的出现为复合材料的低成本快速制造提供了可能。而3D打印材料力学性能不足的缺点,逐渐成为制约3D打印技术发展的一个障碍。目前,机械加工件对于成型件的耐用性能要求越来越高,因而提高3D打印成型件的力学性能对于推广3D打印技术的应用是有十分重要意义的。近年来,纤维增强树脂基复合材料已成为3D打印技术的一个重要研究方向,通过在基体材料中添加纤维,从而提升了3D打印材料的力学性能。本文采用涤纶纤维为增强体,聚乳酸和光敏树脂分别作为树脂基体,并且通过碱处理、硅烷偶联剂(KH550)处理和等离子体处理等不同方式对涤纶纤维进行改性。利用光固化3D打印技术(SLA)制备了涤纶纤维增强光敏树脂基复合材料,并且对3D打印的工艺参数进行了优化。采用熔融沉积型3D打印技术(FDM)制备了涤纶纤维增强聚乳酸树脂基复合材料,同样对工艺参数进行了优化处理。此外,分别探讨了涤纶纤维含量的变化对于光敏树脂基复合材料和聚乳酸树脂基复合材料的力学性能影响。主要得到以下结论:(1)不同的改性处理方式对于涤纶纤维表面形貌的影响各不相同。通过不同的碱处理方式,涤纶纤维表面出现不同程度的裂纹和沟槽。结果表明:碱液浓度处理对于纤维表面形貌的影响最大,经过处理后的涤纶纤维表面的沟槽和裂纹较为显著,表面粗糙程度有所增加;碱液温度处理对于纤维表面形貌的影响较小,涤纶纤维表面形貌出现了一定程度的沟槽和裂纹;而碱液浸渍时间对于涤纶纤维表面形貌的影响最小,涤纶纤维经过不同时间的浸渍处理后,纤维表面无明显变化。硅烷偶联剂处理对于涤纶纤维表面形貌影响程度较小,纤维表面较为光滑。涤纶纤维经过等离子体处理后,纤维表面出现了不同程度的沟槽和裂纹。(2)涤纶纤维经过改性处理后,制备的复合材料力学性能有不同程度的提升。涤纶纤维表面经过不同浓度的碱液处理后,所制得的复合材料弯曲性能和拉伸性能有不同程度的增强。随着碱液浓度的增加,复合材料的弯曲性能不断提升,当浓度达到20%时,弯曲强度达到最大值471MPa,拉伸强度达到80.5MPa。而随着碱液温度的不断增加,所制得的复合材料弯曲性能和拉伸性能均有不同程度的提升。当碱液温度达到85℃时,复合材料弯曲强度和拉伸强度分别为170MPa和68MPa,相比于未处理的涤纶纤维增强复合材料的弯曲性能和拉伸性能分别增强了57.4%、44.6%。涤纶纤维表面经过不同碱液浸渍时间处理后,随着碱液浸渍时间的增加,所制得的复合材料弯曲性能和拉伸性能有一定程度的增强,但是力学性能增强效果弱于涤纶纤维经过碱液浓度处理和碱液温度处理。涤纶纤维经过硅烷偶联剂(KH550)的处理后,所制得的复合材料的弯曲性能和拉伸性能,相比于未处理的涤纶纤维增强复合材料分别提高了44%和46.8%。涤纶纤维经过等离子体处理后,所制得的复合材料弯曲性能和拉伸性能相比于未处理的涤纶纤维,分别增强了112.8%和50.6%。(3)采用熔融沉积3D打印方式制备涤纶纤维增强聚乳酸基复合材料时,分别研究了切片层厚、填充密度、加热器的温度等工艺参数对于聚乳酸基复合材料的力学性能影响。结果如下:所制备的复合材料试样的力学性能随着切片层厚的增加而不断减小;填充密度的增加有利于复合材料试样的力学性能的提高;加热器温度的提高有利于聚乳酸流动性的提升,增加了聚乳酸基复合材料试样的界面效果,提高了聚乳酸基复合材料的力学性能。(4)采用光固化3D打印方式制备涤纶纤维增强光敏树脂基复合材料时,分别研究了切片层厚、曝光时间等工艺参数对于光敏树脂的力学性能影响。结果如下:当试样曝光时间相同时,试样切片层厚越薄,有利于液态光敏树脂的固化,从而提高光敏树脂基材料的力学性能;当试样切片层厚相同时,曝光时间的增加,有利于液态光敏树脂的凝结和固化,增强光敏树脂基材料的力学性能。(5)涤纶纤维体积百分含量对于聚乳酸树脂基材料和光敏树脂基材料的力学性能影响程度不同。结果如下:当涤纶纤维体积百分含量达到25%时,涤纶纤维增强光敏树脂基复合材料的弯曲强度和拉伸强度分别能够达到380MPa和86MPa,相比于纤维含量为5%的复合材料,弯曲强度和拉伸强度分别提高了204%和48.3%。当涤纶纤维体积百分含量相同时,涤纶纤维增强聚乳酸基复合材料的力学性能效果弱于涤纶纤维增强光敏树脂基复合材料。