基于超声调控浸润性的连续碳纤维复材3D打印研究

摘要：

为解决 3D 打印连续碳纤维复合材料(continuous carbon fiber reinforced composites,C-CFRP)成型件内部空隙多、应力集中等缺陷,文章提出了基于熔融沉积技术的超声在线调控打印方法.探究了超声振幅在0 μm、10 μm、20 μm、30 μm、40 μm、50 μm时,C-CFRP丝的拉伸性能,以及超声振幅在0 μm、20 μm时,C-CFRP件的拉伸、弯曲性能;并通过超景深显微镜观测了 C-CFRP丝的横截面形貌,以及采用扫描电镜观察了 C-CFRP件断裂面的微观结构,最后对超声调控熔融树脂浸润纤维进行了机理分析.结果表明:C-CFRP丝的力学性能随着超声振幅的增加,先提高后降低,在20 μm振幅作用下,失效载荷值最大,为121 N,比无超声状态下提高了 16％;复材件在20 μm振幅作用下,比无超声状态下拉伸性能提高了 11％,弯曲性能提高了 23％,为高性能C-CFRP 3D打印技术的发展提供了参考.

关键词：连续碳纤维复合材料、超声调控、3D打印、浸润度

分类号：TH122

资助基金：山东省自然科学基金ZR2021QE264

在线出版日期：2024-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：13-18,25