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工艺与制造英文2022

3D打印、激光和钻孔加工的连续纤维增强热塑性复合材料孔洞拉伸性能研究

Tensile Performances of Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Composites with holes processed by 3D Printing, Laser and Drilling

Wei Chen, Qiuju Zhang
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期刊 / 来源Journal of Physics: Conference Series
卷/期/页2383 / 1 / 012134
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关键词:连续纤维增强热塑性复合材料3D打印孔洞加工激光加工拉伸性能力学性能失效机制

摘要整理

连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTPCs)因其优异的绿色可回收性和力学性能,已广泛应用于运输、航空航天、体育休闲等领域。本研究评估了3D打印工艺在CFRTPCs快速制造中的应用效果,并分别及相互评估了激光加工、钻孔加工、孔洞尺寸和形状对CFRTPCs力学性能的影响。研究结果表明:小孔径和低纤维含量有利于提高断裂应变,而大孔径和高纤维含量有利于提高极限拉伸强度和弹性模量。方形孔或大孔径试样的极限拉伸强度和弹性模量均高于圆形孔或小孔径试样。激光加工圆形孔试样的极限拉伸强度和弹性模量高于钻孔加工试样,但断裂应变的变化趋势相反。通过观察和分析拉伸断裂的微观形貌,深入研究了失效机制。本研究为3D打印CFRTPCs含孔零件的设计提供了重要参考。

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