Extrusion-based additive manufacturing of thermoset fiber-reinforced polymer composites: materials, technologies and applications

One of the driving forces behind the shift to Industry 4.0 is the use of additive manufacturing (AM), which is being investigated as a replacement for conventional production techniques in order to save time, costs, and geometric restrictions. Similarly, because to their exceptional qualities and modulability, fiber composites are a material type that has attracted more attention during the last decade. A new area of study has emerged in response to the introduction of additive manufacturing that aims to adapt this production technique to the mentioned material category in order to address associated issues. The purpose of this review is to compile and evaluate case studies that pertain to the academic, patent, and commercial settings of these composites' extrusion-based additive manufacturing, in order to comprehend the status of research and the relative level of technological innovation. To analyze the underlying tendencies that unite the three sectors and the patterns that drive innovation, 76 examples for both continuous and discontinuous fiber reinforced composites, published between 2014 and 2022, were listed and singularly examined. By reviewing the context it may be possible to understand the current issues and highlight the promising avenues for future research.

Una delle forze trainanti del passaggio all'Industria 4.0 è l'uso della produzione additiva (AM), che viene studiata come sostituto delle tecniche di produzione convenzionali per risparmiare tempo, costi e restrizioni geometriche. Allo stesso modo, per le loro eccezionali qualità e modulabilità, i compositi in fibra sono un tipo di materiale che ha attirato maggiore attenzione nell'ultimo decennio. In risposta all'introduzione della fabbricazione additiva, è emersa una nuova area di studio che mira ad adattare questa tecnica di produzione alla categoria di materiali menzionata, al fine di affrontare le problematiche associate. Lo scopo di questa review è quello di raccogliere e valutare casi di studio che riguardano l'ambito accademico, brevettuale e commerciale della produzione additiva basata sull'estrusione di questi compositi, al fine di comprendere lo stato della ricerca e il relativo livello di innovazione tecnologica. Per analizzare le tendenze di fondo che accomunano i tre settori e i modelli che guidano l'innovazione, sono stati elencati ed esaminati singolarmente 76 esempi di compositi rinforzati con fibre continue e discontinue, pubblicati tra il 2014 e il 2022. Esaminando il contesto è possibile comprendere le problematiche attuali ed evidenziare le strade promettenti per la ricerca futura.