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3D打印長纖維增強復(fù)合材料的表征

關(guān)于FDM技術(shù)用于成型纖維增強樹脂基復(fù)合材料的研究已經(jīng)很多,多集中于在零件的某一部分使用FDM技術(shù)打印纖維增強復(fù)合材料來增強零件的力學(xué)性能,卻沒有關(guān)于完全使用尼龍基纖維增強復(fù)合材料打印的零件的研究茎活。

本文使用MarkOne3D打印機,采用預(yù)浸漬的尼龍基碳纖維材料和尼龍基玻璃纖維材料打印出用于拉伸琢唾、壓縮力學(xué)試驗的標(biāo)準(zhǔn)樣件進(jìn)行性能測試载荔。預(yù)浸漬的尼龍基碳纖維材料的碳纖維含量(重量)約為40%,預(yù)浸漬的尼龍基玻璃纖維材料的玻璃纖維含量約為50%采桃,浸漬纖維與去樹脂后的纖維如圖1懒熙。為保證成型效果,噴頭路徑采用回形循環(huán)脂壁,如圖2囤乎。

力學(xué)實驗結(jié)果如下表靡黑。

與傳統(tǒng)工藝相比,使用FDM技術(shù)成型的纖維增強復(fù)合材料的力學(xué)性能遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝敢薄,分析其原因主要有二:(1)原材料較低的纖維含量帽惠,尼龍及樹脂的力學(xué)性能較差;

(2)零件在成型過程中有空隙產(chǎn)生艇线,成型后沒有壓實過程剧鹏。

之后的研究應(yīng)該嘗試采用具有高強度的樹脂基材料(比如PEEK),增加纖維含量游鹿,增加成型后的處理工序以提高其力學(xué)性能盔惑,以及利用FDM技術(shù)打印出具有較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的纖維增強復(fù)合材料零件。


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