本篇研究发表于复合材料领域权威期刊Composites Science and Technology，整套打印成型实验均可依托天津铂邦科技DIW设备完整复现。研究选用耐高温热聚酰亚胺TPI为基体，搭配多壁碳纳米管作为导电填料，通过双螺杆共混挤出制备不同填充比例打印线材，系统探究喷嘴规格、填料添加量对打印件力学、导电、耐吸水性能的调控规律，成型柔性弹簧传感件可贴合人体手指捕捉形变电阻变化，适配航空防静电构件、可穿戴应力监测设备开发。

传统航空金属结构自重高、异形件加工成本高昂，SLA光固化打印耗材价格昂贵；常规FDM线材难以同时实现耐高温与导电双重特性。而DIW浆料直写挤出式3D打印工艺适配高温热塑性线材，无需昂贵光敏树脂，可通过更换喷嘴、调整填料配比同步调控结构强度与导电网络连续性，解决高温工况下静电屏蔽、传感一体化制造难点。

TPI复合线材制备与标准化打印工艺

该套线材调配、挤出、打印流程全部适配天津铂邦科技标准化DIW打印整机。实验将商用TPI颗粒粉碎，分别按1%~9%梯度质量分数与碳纳米管粉体混合，200℃恒温干燥除水，经368~388℃双螺杆熔融挤出，产出1.75mm标准打印线材。纯TPI设置0.4~0.8mm五档喷嘴对照实验，复合导电材料统一采用0.8mm喷嘴成型，整套温控、挤出参数均可在我方设备直接复刻调试。

依托DIW设备可更换喷嘴模块开展对照测试，数据显示喷嘴直径越大，打印单道线条宽度增加，层间融合接触面积提升，试样内部孔隙、分层缺陷大幅减少，纯TPI材料拉伸强度最高提升40%，弯曲强度提升20%；小口径线材冷却速度快，层间粘结不足易发生断裂失效，该喷嘴选型规律可直接用于各类高温高分子成型实验。

碳纳米管填料对材料性能调控规律

DSC热分析证明碳纳米管填料不会改变TPI基体耐温区间，材料可长期在-269~240℃环境稳定使用。随着碳纳米管添加比例上升，材料拉伸、弯曲强度缓慢下降，3wt%填充为综合最优配比，相较纯基材强度仅小幅衰减，同时形成连续导电通路，材料电阻率显著下降，渗流阈值稳定在3%左右。填料占比越高材料吸水率同步上升，内部易产生应力缺陷，依托DIW设备批量打印多组对照试样，可快速筛选平衡力学与导电性能的最优配方。

循环弯折测试证实3%、9%填充试样具备稳定压阻效应，往复形变过程电阻变化规律清晰，卸载后性能可完全恢复。选用3%碳纳米复合线材，通过DIW打印弹簧式柔性传感结构，贴合手指完成屈伸监测，弯曲时电阻同步下降，伸直后恢复初始数值，动作识别信号清晰稳定。

整套工艺工程应用价值

第一，TPI基材耐高温、抗静电，依托DIW浆料直写可直接打印航空异形防护结构，替代高成本金属机加工零件；

第二，碳纳米管填料比例数字化可调，单一打印工序同步实现结构承载、形变传感两种功能，无需二次装配电子元件；

第三，喷嘴、填料两组变量独立可控，使用天津铂邦科技DIW设备可快速完成多组平行对照，缩短新材料研发周期；

第四，线材挤出成型工艺成熟，兼顾科研试样与小批量量产需求，适配可穿戴人体监测、航天电子防护等领域开发。