连续网纤维增强PLA复合材料的增材制造和表征
1Department of Mechanical Engineering, Osmaniye Korkut Ata University, Osmaniye 80010, Turkey.
Polymers
|September 13, 2025
概括
聚合沉积建模 (FDM) 3D打印网纤维-PLA复合材料表明,减少口间距和层厚度显著增加纤维含量和拉伸强度. 优化的打印参数可以提高复合材料的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- PLA复合材料为传统塑料提供了可持续的替代品.
- 3D打印使定制复合材料制造成为可能.
- 天然纤维为增强复合材料性能提供了机会.
研究的目的:
- 研究结沉积建模 (FDM) 打印参数对连续网纤维-PLA复合材料的影响.
- 分析口间距和层厚度对纤维体积分数,拉伸强度和形态学的影响.
- 为了建立印刷参数,微观结构和机械性能之间的相关性.
主要方法:
- 使用定制的FDM3D打印机制造连续网纤维-PLA复合材料,用喷嘴内纤维浸.
- 系统变化口间距 (1.0毫米至0.6毫米) 和层厚 (0.4毫米至0.2毫米).
- 使用拉伸测试和扫描电子显微镜 (SEM) 进行断裂表面分析的表征.
主要成果:
- 纤维含量从7.94%增加到24.43%,印刷参数减少.
- 与整洁的PLA相比,拉伸强度提高了高达75.83%.
- SEM揭示了更密集的纤维包装,并确定了3D打印引起的空隙和纤维拉出.
结论:
- 打印参数极大地影响了FDM打印的天然纤维复合材料的纤维体积分数和机械性能.
- 优化口间距和层厚导致增强的纤维集成和更好的抗拉强度.
- 这项研究证明了FDM在制造高性能天然纤维增强复合材料方面的潜力.
