连续纤维增强热塑性复合材料3D打印的研究进展

结合连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTPCs)熔融沉积成型(FDM)工艺的最新发展情况,将该工艺按照原材料初始状态划分为在线预浸与离线预浸两类,并分别介绍各自使用的材料要求及关键打印设备的运行原理;同时综述了CFRTPCs的FDM工艺改进与应用结构及潜在的应用领域。同时针对CFRTPCs打印产品力学性能低的缺点,对包括工艺固有属性、材料种类等方面的原因进行了分析。最后,提出了目前面临的问题,为CFRTPCs的3D打印技术进一步发展提供新思路。     

空天领域用3D打印纤维复合材料研究进展

3D打印技术是一种将材料、电气、机械、数控和计算机技术集成到一起的新型成型技术,具有材料利用率高、成本低、工艺简单易行等特点;纤维复合材料,是一种具有高比强度、比模量、可设计性强的材料。而3D打印纤维复合材料的制备,是3D打印制造领域与玻璃钢材料制备的交叉研究方向。本文介绍了3D打印工艺在纤维复合材料领域的优势、成型方法,阐述了3D打印在该领域的研究意义、技术难点,对国内外先进机构在航空航天领域的最新研究进展进行了综述分析,最后对该研究的未来发展方向进行了展望。     

连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印工艺及性能研究

针对连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料3D打印成型工艺的技术难题,本文提出了浸渍-原位预固化-后固化的3D打印成型方案,实现了连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印成型,并研究浸渍温度对酚醛树脂接触角与表面张力,以及打印工艺对样件形貌和力学性能的影响规律。结果表明:当浸渍温度为40 ℃,预固化温度为180 ℃时,纤维-树脂界面结合效果最佳,原料具备成型条件;当打印间距为0.5 mm时,样件的弯曲强度及模量达到最大值,分别为660.00 MPa和57.99 GPa,层间剪切强度达到20.14 MPa。此连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料一体化制备工艺解决了3D打印热固性树脂原位成型难的问题,为制备具有复杂结构的连续纤维增强热固性树脂复合材料提供了参考。     

3D打印连续碳纤维增强热塑性复合材料弯曲性能研究

以聚乳酸(PLA)为热塑性基体材料、连续碳纤维(CF)为增强材料,设计了可打印连续碳纤维增强热塑性复合材料(CCFRP)的新型打印头,探究打印层高和相对挤出率对连续碳纤维增强聚乳酸复合材料(PLA/CF)弯曲性能及弯曲破坏形式的影响。结果表明:当打印层高为0.8 mm、相对挤出率为0.5时,PLA/CF复合材料的弯曲性能最佳,弯曲强度和弯曲模量分别达到127.09 MPa和5.55 GPa,比纯PLA分别提高了82.1%和144.4%;另外,材料的主要弯曲破坏形式为塑性变形、层离以及CF与PLA脱离。     

连续玄武岩纤维增强复合材料力学性能试验研究

连续玄武岩纤维(CBF)由于其优异的力学性能、物理性能和较低的价格,在土木工程中应用前景广泛。CBF可以与树脂复合制作片状、板状、筋状等各种各样的复合材料(CBFRP),在实际工程中科学合理应用CBFRP,必须对其力学性能作深入了解。对CBFRP片材和棒材的力学性能进行研究,重点讨论了影响CBFRP力学性能的各种参数,研究结果可为CBF及其CBF片材生产厂家提供参考,并为CBF的深入研究和工程应用打下基础。     

连续纤维增强热塑性复合材料的研究进展

综述了连续纤维增强热塑性复合材料的国内外研究状况及发展趋势,并介绍了先进的纤维分散技术。     

连续纤维增强陶瓷基复合材料界面研究进展

在陶瓷基复合材料中引入高强陶瓷纤维的目的是为了增强陶瓷的断裂韧性,纤维与基体的界面是决定CMC韧性的关键因素。国内外许多专家和机构研究重点主要集中于连续纤维增强陶瓷基复合材料的界面,包括纤维与基体的化学相容性和热物理相容性,以及用TEM、HRTEM、SADP、AEM、声学显微法、EDX等微观测试手段研究不同体系的界面形成机理。本文对上述界面研究概况进行了综述,并简述了界面设计原则和近年来计算机技术在界面研究中的应用情况。指出,连续纤维增强陶瓷基复合材料界面研究将一直是复合陶瓷基复合材料界研究的重点和难点。     

3D打印连续芳纶纤维/聚乳酸波纹夹层结构复合材料的压缩性能研究

以连续芳纶纤维(Kevlar)为增强体,热塑性聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融沉积成型(FDM)工艺,设计并制备了一体成型的Kevlar/PLA波纹夹层结构复合材料。研究了Kevlar/PLA波纹夹层结构复合材料在压缩载荷下的断裂模式,分析了结构参数、工艺参数对试样的压缩性能和结构密度的影响。结果表明,随着芯层波纹数量的增加,试样的压缩性能与结构密度均呈增大趋势;随着芯层波纹高度的增大,试样的压缩强度先增大后减小,结构密度不断减小;随着打印层高的增大,试样中的纤维体积含量不断减少,试样的压缩强度略有下降。     

定向不连续纤维复合材料强度的概率理论

本文采用概率方法，应用Ｔｓａｉ－Ｈｉｌｌ强度准则，提出了考虑纤维长度分布，方向分布以及临界区域的影响下定向不连续纤维复合材料的强度计算公式。定向不连续纤维复合材料，是指纤维方向函数ｇ（θ）确定的复合材料，单向不连续纤维复合材料和随机分布的不连续纤维复合材料是此复合材料的二种特殊情况，本文讨论了这两种特殊情况下的强度计算公式，并且探讨强度与临界区域的关系。     

连续纤维补强陶瓷复合材料

本文论述了连续纤维补强陶瓷复合材料的性能、结构、特点、种类及主要制备方法,提出了这类材料亟待解决的问题     

基于3D打印的三维短纤维增强复合材料强度预测分析

针对目前短纤维增强树脂基复合材料强度仍以实验和二维平面预测为主,提出一种能真实反映纤维空间结构的三维短纤维增强复合材料强度预测模型.基于概率方法修正"混合律模型"对临界区域内纤维的作用进行详细的理论公式推导,建立基于纤维取向、长度和体积分数等因素的三维短纤维增强复合材料强度预测模型.以短碳纤维增强尼龙复合材料为例进行强...     

3D打印技术在高导热复合材料中的应用研究

分析了3D打印技术在制备导热复合材料上的发展过程,介绍了不同种类的3D打印技术制备的高导热复合材料,包括碳纤维型、石墨烯型、碳纳米管型、氮化硼型、氮化铝型等,概述了不同类型的成型过程并归纳和总结了其导热性能。最后,对3D打印技术制备导热复合材料进行了总结与展望。     

连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍及其缠绕成型

本文主要叙述了连续纤维增强热塑性复合材料缠绕成型过程的国内外研究情况,主要包括浸渍、加热缠绕以及冷却定型等工艺过程;探讨了不同浸渍方法的优缺点及关键之处;在加热缠绕过程中阐述了不同的加热方法,并且总结了一些缠绕过程的工艺参数的影响规律;最后在冷却定型过程中则提及了3种冷却定型方法。     

3D打印高分子材料在中国专利申请状况的技术分析

文章通过对3D打印高分子材料技术在中国专利申请进行检索和分析,得出3D打印高分子材料技术领域的专利现状和重点技术,研究技术发展的趋势,以帮助国内企业了解国内专利申请的动态,用于改善自身技术,促进材料创新发展。     

纤维增强复合材料连续抽油杆及其制备方法

一种纤维增强复合材料连续抽油杆及其制备方法。该抽油杆采用包覆复合结构,且包覆层结构以横向排列的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维束为纬线,纵向是由玻璃纤维间隔开的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维带状结构,     

连续玄武岩纤维及其复合材料的研究

本文通过对玄武岩连续纤维在原料、物理、化学性能以及用其增强各类树脂的性能方面做了比较详细的分析对比,并由此认为,玄武岩连续纤维在耐高温、抗高温热振性、耐酸碱、弹性模量、介电等性能方面具有一定的优势,用其增强树脂在性能方面普遍优于玻璃纤维增强的玻璃钢体,它在航空航天、冶金、化工、建筑等领域具有较为广阔的应用前景。