3D列印長纖維增強複合材料的表徵

關於FDM技術用於成型纖維增強樹脂基複合材料的研究已經很多，多集中於在零件的某一部分使用FDM技術列印纖維增強複合材料來增強零件的力學性能，卻沒有關於完全使用尼龍基纖維增強複合材料列印的零件的研究。

本文使用MarkOne3D印表機，採用預浸漬的尼龍基碳纖維材料和尼龍基玻璃纖維材料列印出用於拉伸、壓縮力學試驗的標準樣件進行性能測試。預浸漬的尼龍基碳纖維材料的碳纖維含量（重量）約為40%，預浸漬的尼龍基玻璃纖維材料的玻璃纖維含量約為50%，浸漬纖維與去樹脂後的纖維如圖1。為保證成型效果，噴頭路徑採用回形循環，如圖2。

力學實驗結果如下表

與傳統工藝相比，使用FDM技術成型的纖維增強複合材料的力學性能遠低於傳統工藝，分析其原因主要有二：

（1）原材料較低的纖維含量，尼龍及樹脂的力學性能較差；

（2）零件在成型過程中有空隙產生，成型後沒有壓實過程。

之後的研究應該嘗試採用具有高強度的樹脂基材料（比如PEEK），增加纖維含量，增加成型後的處理工序以提高其力學性能，以及利用FDM技術列印出具有較複雜結構的纖維增強複合材料零件。

來源：西安交大王玲課題組

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