3D打印短碳纤维增强热塑性复合材料剪切性能研究

摘要整理

短纤维增强3D打印构件是高性能材料，在航空航天、汽车等多个行业具有广泛的应用潜力。本研究采用熔融沉积成型（FDM）技术，对3D打印短碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）复合材料零件在剪切载荷作用下的力学性能进行了表征。通过在两种不同打印方向上制备试样，研究了复合材料和聚合物材料的各向异性性能。采用二维数字图像相关法（DIC）测量试样的全场应变，对制备的试样进行了拉伸和剪切载荷测试。结果表明，剪切性能表现出明显的各向异性，且随打印方向而变化。研究发现，与ABS相比，碳纤维增强PET复合材料的弹性模量、拉伸强度和剪切强度分别提高了180%、230%和40%。该研究为3D打印短纤维复合材料在工程应用中的设计和优化提供了重要的力学性能数据支撑。

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