3D打印長纖維增強復(fù)合材料的表征

關(guān)于FDM技術(shù)用于成型纖維增強樹脂基復(fù)合材料的研究已經(jīng)很多,，多集中于在零件的某一部分使用FDM技術(shù)打印纖維增強復(fù)合材料來增強零件的力學(xué)性能，卻沒有關(guān)于完全使用尼龍基纖維增強復(fù)合材料打印的零件的研究,。

本文使用MarkOne3D打印機,，采用預(yù)浸漬的尼龍基碳纖維材料和尼龍基玻璃纖維材料打印出用于拉伸、壓縮力學(xué)試驗的標(biāo)準(zhǔn)樣件進行性能測試,。預(yù)浸漬的尼龍基碳纖維材料的碳纖維含量（重量）約為40%,，預(yù)浸漬的尼龍基玻璃纖維材料的玻璃纖維含量約為50%，浸漬纖維與去樹脂后的纖維如圖1,。為保證成型效果,，噴頭路徑采用回形循環(huán)，如圖2,。

力學(xué)實驗結(jié)果如下表,。

與傳統(tǒng)工藝相比，使用FDM技術(shù)成型的纖維增強復(fù)合材料的力學(xué)性能遠低于傳統(tǒng)工藝,，分析其原因主要有二：（1）原材料較低的纖維含量,，尼龍及樹脂的力學(xué)性能較差；
（2）零件在成型過程中有空隙產(chǎn)生,，成型后沒有壓實過程,。

之后的研究應(yīng)該嘗試采用具有高強度的樹脂基材料（比如PEEK），增加纖維含量,，增加成型后的處理工序以提高其力學(xué)性能,，以及利用FDM技術(shù)打印出具有較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的纖維增強復(fù)合材料零件。

作者： 單存清
來源：西安交大王玲課題組

參考文獻：

Justo, J., et al. (2018). "Characterization of 3D printed long fibre reinforced composites." Composite Structures 185: 537-548