通过混合化沉积建模 (HFDM) 制造的多材料复合材料的机械表征和接口评估
1Department of Mechanical Engineering, Sinop University, Sinop 57000, Türkiye.
Polymers
|June 27, 2025
概括
混合化沉积模型 (HFDM) 创建了强大的多材料复合材料. 优化灌装密度和角可以提高机械性能和面接粘合,用于先进的增材制造.
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
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 多材料3D打印提供了先进的功能.
- 混合化沉积建模 (HFDM) 允许在单个组件中集成各种聚合物.
- 了解材料相互作用和加工参数对于优化性能至关重要.
研究的目的:
- 通过HFDM制造的多材料复合材料的机械行为和接口粘合的研究.
- 评估材料组合 (PLA,PETG,ABS) 对机械性能的影响.
- 为了确定灌装密度和拉斯特角度对拉伸强度,屈曲阻力和冲击性的影响.
主要方法:
- 使用HFDM与PLA,PETG和ABS丝材制造多材料样本.
- 灌装密度的系统变化 (50-100%) 和拉斯特角度 (45-90°).
- 根据ASTM标准进行机械测试 (拉伸,曲,冲击) 和使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行微结构分析.
主要成果:
- 在单一材料样本中,PETG具有最高的抗拉强度.
- 在混合结构中,PLA-PETG-ABS配置显示出显著的机械稳定性.
- 增加的灌装密度和角在所有测试的配置中始终提高了机械性能.
- 在SEM分析中,不同界面粘附度不同,与PLA-ABS相比,PLA-PETG之间的结合更强.
结论:
- HFDM是一种可行的技术,用于生产具有可调整机械性能的多材料复合材料.
- 接口粘合质量是影响HFDM打印部件结构完整性的关键因素.
- 优化的加工参数 (填充密度,角) 和材料选择是提高工程应用多材料增材制造组件性能的关键.
