增材制造的碳纤维PETG复合材料:印刷参数对机械性能的影响
Andreas L Economides1, Md Niamul Islam1, Konstantinos P Baxevanakis1
1Wolfson School of Mechanical, Electrical and Manufacturing Engineering, Loughborough University, Loughborough LE11 3TU, UK.
Polymers
|December 17, 2024
概括
这项研究检查了增材制造的碳纤维增强PETG,发现孔隙性对机械性能产生重大影响. 化始终提高了拉伸模量,为优化3D打印部件提供了洞察力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 短碳纤维增强PETG复合材料越来越多地用于增材制造 (AM).
- 了解AM工艺参数对材料性能的影响对于性能预测和设计至关重要.
- 准静态和粘弹性行为是结构应用的关键考虑因素.
研究的目的:
- 研究增材制造 (AM) 用短碳纤维增强的PETG复合材料的准静态和粘弹性特性.
- 量化填充图案,多孔性和回火对机械性能的影响.
- 识别影响机械性能的主要打印参数.
主要方法:
- 准静态性质的拉伸和压缩测试 (斯模量,性).
- 动态机械分析 (DMA) 用频率扫描 (1-100 Hz) 进行粘弹性行为.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于断层学分析故障机制.
- 差异分析 (ANOVA) 用于确定打印参数的意义.
主要成果:
- 孔隙性通常是影响机械性质变异的最重要因素.
- 充填模式对拉伸模量有很大的影响.
- 化始终增加了拉伸模量,并改善了光线线之间的界面粘合,特别是在度样本中.
- SEM揭示了纤维拉出,表明纤维-矩阵粘附率低于最佳,但也突出了火后改善的线粘合.
结论:
- 孔隙性和充填模式是AM PETG/碳纤维复合材料中的关键参数.
- 化是一种有效的后加工步骤,可增强拉伸模量和界面粘附.
- 这些发现为优化在特定负载条件下的AM部件设计和性能提供了有价值的数据.
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