3Dプリントされた分層化されたrPET/rPETG形状メモリ複合材料の構造と性質の構成効果

科学分野:

• 材料科学と工学 材料科学と工学とは
• ポリマーサイエンスの科学
• アディティブ製造 アディティブ製造

背景:

• 3Dプリントされた材料における形状記憶効果 (SME) の特徴と制御は,高度なアプリケーションにとって極めて重要です.
• リサイクルされたポリエチレンテレフタラート (rPET) とポリエチレンテレフタラートグリコール (rPETG) は,3Dプリントのための持続可能な選択肢を提供します.
• 印刷パラメータがSMEに与える影響を理解することは,材料の性能を合わせるための鍵です.

研究 の 目的:

• 3Dプリントで製造されたリサイクルされたポリエチレンテレフタレート (rPET) とポリエチレンテレフタレートグリコール (rPETG) の分層複合材料における形状記憶効果 (SME) を調査する.
• 異なるrPET/rPETG比率とラスター角度が,中小企業の業績に与える影響を評価する.
• ライトアクチュエータのエグゼクティブ要素としてこれらの複合材料の潜在能力を探求する.

主な方法:

• rPET/rPETGの比率 (100:0から0:100) とラスター角度 (0°と45°) が異なるラメラや"ドッグボーン"の3Dプリント.
• 無料回収SME実験,微分スキャニング熱計 (DSC),およびラメラー標本のためのダイナミックメカニカル分析 (DMA).
• 犬骨の標本に対する牽引不全と負荷解荷試験,その後,スキャニング電子顕微鏡 (SEM) による骨折表面の分析が行われます.

主要な成果:

• 0°のラスター角度で印刷された試料は,より大きな自由回収SMEストロークを示し,40:60の最適なrPET/rPETG比で,最も高い貯蔵モジュールの増加 (872 MPa) と最大値 (1818 MPa) を得ました.
• ラメラー複合材料は,室温で曲げられた後,加熱時に補足的な形状回復を示し,凸な上部表面をもたらしました.
• 0°ラスター標本では,デラミネーション (SEM) に関するストレス障害高原が示され,45°ラスター標本では,クラッキング領域でネッキング障害が示されました.

結論:

• 3Dプリントされた分層化されたrPET-rPETG複合材料は,重要な形状記憶特性を示しています.
• 印刷のパラメータ,特にラスターの角度と材料の組成は,SMEのパフォーマンスと故障メカニズムに決定的な影響を及ぼします.
• これらのカスタマイズされた複合材料は,低温アクチュエータの実行要素の開発に希望を示しています.