天津工业大学纺织科学与工程学院近期在先进复合材料增材制造领域取得重大科研突破，相关研究成果发表于国际材料类顶级期刊《Advanced Materials》(《先进材料》)，论文题为*Shear Alignment Polymer Extrusion 3D Printing of High‑Loading Nanocomposites with Long‑Range Ordered Nanostructures*，天津工业大学为第一完成及通讯单位，商元元博士为第一作者，陈利教授、史宝会研究员与特拉华大学Kelvin Fu教授担任通讯作者。

　　针对增材制造行业长期面临的高纳米填料负载难成型、微观有序结构难调控、宏观复杂构型难兼顾三大瓶颈，该团队提出剪切取向聚合物挤出(SHAPE)3D打印全新技术范式，实现氮化硼、碳纳米管、石墨烯等纳米填料在高分子基体中长程有序排布，同时完成复杂三维构件一体化成型；构件经烧结处理后，可得到几何零收缩、耐极端高温的纯纳米材料架构，为航空航天、电子信息、储能等领域提供全新制造路径。

　　团队实现装备、材料配方、工艺方法全链条自主创新。自主研发螺杆式高剪切挤出打印系统，在熔体输送全程施加连续强剪切场，解决高粘度熔体稳定挤出难题；通过纳米填料表面官能化改性，制备氮化硼负载高达55wt%的聚乳酸复合长丝，突破现有工艺填料负载上限。依靠打印路径规划，可自由切换填料水平、垂直取向，实现构件热学、力学性能定向定制。烧结去除聚合物基体后，纳米填料形成连续承载骨架，依靠界面键合作用实现零体积收缩，克服传统复合材料高温失稳、纳米构件烧结坍塌痛点。

　　该技术普适性强，兼容炭黑、碳纳米管、石墨烯等多维度纳米填料，能够打印八叉桁架等复杂晶格结构，烧结后结构完整、尺寸保真，可面向轻量化结构、储能电极、催化载体开展制备。项目完整揭示剪切取向机理与高温稳定机制，建立材料‑工艺‑结构‑性能定量关联。下一步团队将继续迭代工艺、推进工程化验证，推动技术在热防护、电子热管理、新型能源器件领域落地转化。