具有处理参数的3D打印热塑性复合材料制造缺陷的演变:微CT分析
Hantai Wu1, Xinyu Chen1, Shuaiheng Xu1
1Beijing Key Laboratory of Lightweight Multi-Functional Composite Materials and Structures, Institute of Advanced Structure Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|October 14, 2023
概括
3D打印连续碳纤维增强复合材料的制造缺陷是一个问题. 这项研究使用Micro-CT来分析缺陷,发现料速率和喷嘴压力等处理参数显著影响纤维分布和多孔性.
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
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 由于热塑性树脂的特性,增材制造 (3D打印) 对纤维增强热塑性复合材料具有前景.
- 3D打印复合材料的制造缺陷阻碍了它们的广泛应用.
- 了解缺陷形成对于优化3D打印过程至关重要.
研究的目的:
- 调查加工参数对3D打印连续碳纤维增强聚乳酸 (PLA) 复合材料中微尺度缺陷的影响.
- 使用微型CT技术分析纤维分布和多孔性.
- 为复合材料增材制造中的加工控制提供指导.
主要方法:
- 微计算机断层扫描 (Micro-CT) 用于微尺度分析.
- 连续碳纤维增强的聚乳酸 (PLA) 复合样本被3D打印.
- 处理参数,包括灯丝料速率和喷嘴压力各不相同.
主要成果:
- 观察到在沉积的灯光线内纤维的偏差分布.
- 从100%降低料率到50%,透度从7.077%增加到25.352%,使料率从100%降低到50%.
- 在0.2毫米厚层的喷嘴压力增加减少了孔隙性,但增加了纤维束断裂的风险.
结论:
- 微CT提供了一种有效的方法来分析3D打印复合结构的微结构.
- 处理参数的优化对于减轻诸如多孔性和纤维断裂等缺陷至关重要.
- 这项研究为控制先进复合材料的3D打印提供了宝贵的见解.
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