使用感应加热制造3D打印连续碳纤维复合材料网格硬化结构的制造
Zhuoying Zhou1, Zhongsen Zhang1, Kunkun Fu1
1School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics, Tongji University, Shanghai 200092, China.
Polymers
|September 28, 2023
概括
感应加热处理通过减少缺陷和增强机械性能,显著改善3D打印连续纤维增强复合材料网格. 这种方法可以提高用于航空航天应用的轻质复合结构的强度和模量.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 航空航天工程 航空航天工程
背景情况:
- 复合材料网格对于加强薄外航空航天组件至关重要.
- 连续纤维增强热塑性复合材料的3D打印提供了工艺和成本优势,但存在缺陷和不良机械性能.
研究的目的:
- 调查诱导加热作为3D打印复合材料网格结构的后处理方法.
- 分析感应加热机制及其对内部缺陷和机械性能的影响.
主要方法:
- 分析了感应加热机制,通过研究连接处的阻抗 (接触电阻,介电损耗).
- 通过微形态观测研究了感应加热对内部缺陷的影响.
- 制造了网格硬化聚乳酸 (PLA) 结构,并进行了曲和冲击测试.
主要成果:
- 感应加热与真空压力相结合,有效地减少了3D打印碳纤维复合材料网格中的多孔性.
- 与整洁的PLA相比,4毫米的网格单位大小显著增加了曲强度 (137.6%) 和模量 (217.8%).
- 证明了感应加热在增强3D打印轻质复合材料网格机械性能方面的效率.
结论:
- 感应加热是一种可行的方法,可以在3D打印复合材料网格中减少缺陷和增强机械性能.
- 开发的技术显著提高了潜在的航空航天应用的轻质复合结构的性能.


