通过材料挤出,用导电复合材料制成的增材制造结构的无otropic电气性能的表征
Maximilian Nowka1, Katja Ruge1, Lukas Schulze1
1Institute for Engineering Design, Technische Universität Braunschweig, Hermann-Blenk-Str. 42, 38108 Brunswick, Germany.
Polymers
|October 26, 2024
概括
本研究评估了3D打印材料的电性能. 使用碳纳米管和石墨烯的复合材料在功能增材制造应用中显示出增强的导电性.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 通过材料挤出 (MEX) 的增材制造 (AM) 可实现多材料设计的综合功能.
- 对于设计功能MEX结构的电复合材料属性存在关键知识差距.
- 了解材料电阻对于开发电活性元件至关重要.
研究的目的:
- 系统地评估MEX中使用的14个商业纤维的直流 (DC) 电阻.
- 为了研究加工 (丝材,挤出纤维,MEX结构) 对电气性能的影响.
- 评估填充剂类型 (碳纳米管,石墨烯,碳黑,石墨) 对导电性和可重复性的影响.
主要方法:
- 在14种商用光纤中对直流电阻的系统评估.
- 测试材料有三种形式:未经加工的光纤,挤出纤维和MEX制造的结构.
- 分析MEX工艺固有的异构电特性.
主要成果:
- 复合材料具有高面比填充剂,如碳纳米管 (CNT) 和石墨烯显著提高导电性和可重复性.
- 挤出MEX结构通常会增加电阻,但CNT和石墨烯复合材料的导电性降低较小.
- 与碳黑或石墨相比,CNT和石墨烯复合材料的电性能变化较低.
结论:
- 填充剂的选择和组成对于优化MEX结构的电性能至关重要.
- 像CNT和石墨烯这样的高比例填充剂在功能性AM组件中增强导电性方面是有希望的.
- 这项研究弥合了电气性能数据的差距,为多材料MEX产品的明智设计提供了帮助.
关键词:
通过3D打印打印3D打印.增材制造 (AM) 是一种增材制造.不同类型的电电电阻力.商业性地使用的灯丝.复合材料是一种复合材料.导电聚合物复合材料 (CPC) 是一种导电聚合物复合材料.导电性电导体的电导体.化沉积模型 (FDM) 是一种材料挤出 (MEX) 材料挤出扫描电子显微镜 (SEM) 的使用更多相关视频
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