3D打印PLA蜂窝与矩形结构对夹层复合材料抗冲击强度的影响

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采用聚合物材料作为芯层的夹层复合材料已广泛应用于工程领域。3D打印技术使得聚合物结构可实现多种几何变异，但关于采用3D打印机制造PLA材料、通过一步法手工铺层工艺与纤维增强复合材料粘接的几何形状对性能影响的研究仍较为有限。本研究旨在比较采用一步法手工铺层制造工艺制备的PLA 3D打印蜂窝芯与矩形芯夹层复合材料的抗冲击强度性能。夹层复合材料由玻纤增强复合材料作为面层、环氧树脂作为基体和粘接剂组成。研究结果表明，蜂窝芯试样的吸收能量最优值为3.2758 J（平均值），优于矩形芯试样的3.1552 J（平均值）；蜂窝芯试样的单位面积冲击能量最优值为0.0225 J/mm²（平均值），优于矩形芯试样的0.0217 J/mm²（平均值）。研究结论表明，蜂窝芯夹层复合材料具有更优的抗冲击强度性能，这是因为蜂窝结构具有更紧凑的材料排列方式，相邻单元在六个面上相互粘接，且蜂窝芯的质量（20 g）相比矩形芯（18 g）更大，材料利用率更高。

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