使用SEM成像对大面积增材制造部件的纤维定向量化
Rifat Ara Nargis1, David Abram Jack1
1Department of Mechanical Engineering, Baylor University, Waco, TX 76798, USA.
Polymers
|July 14, 2023
概括
扫描电子显微镜 (SEM) 用于分析3D打印的碳纤维增强烯二 styrene (ABS) 复合材料中的纤维方向. 这项研究揭示了加工参数如何影响纤维对齐,影响材料性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 聚合物复合材料 聚合物复合材料
背景情况:
- 基于聚合物的增材制造的零件提供了设计自由,但通常具有有限的结构和热性能.
- 碳纤维增强增强了聚合物的机械性能和尺寸稳定性.
- 局部光纤方向显著影响复合材料性能,需要分析和与加工参数相关联.
研究的目的:
- 提出一种使用扫描电子显微镜 (SEM) 分析增材制造复合材料中空间变化的纤维方向的新方法.
- 为了量化碳纤维增强的烯二乙烯 (ABS) 大面积珠的内部纤维方向.
- 为了研究过程参数 (挤出速度,光高度,温度区) 对纤维方向的影响.
主要方法:
- 用于增材制造复合珠的SEM成像的样品准备.
- 使用圆方法 (MoE) 来量化纤维方向的SEM图像采集和分析.
- 空间变化的纤维取向与处理参数的相关性.
主要成果:
- 在3D打印复合材料中证明了SEM的新型应用,以获得3D打印复合材料中的局部纤维方向.
- 在个别加工的珠子中的量化纤维方向变化.
- 沿着沉积方向观察到一个整体对齐的纤维方向状态.
结论:
- SEM是一种有效的方法来表征增材制造复合材料中的纤维方向.
- 处理参数显著影响纤维对齐,影响复合材料的性能.
- 了解和控制纤维方向对于优化3D打印增强聚合物的性能至关重要.
