工艺与制造英文2024被引 5
3D打印碳纤维材料及工艺的拉伸强度和重复性评估
Evaluation of Tensile Strength and Repeatability of 3D Printed Carbon Fiber Materials and Processes
Abigail Batley, Richard Glithro, Bryce Dyer, Philip Sewell · Department of Design and Engineering, Faculty of Science and Technology, Bournemouth University, Poole, United Kingdom.
摘要整理
随着复合材料增材制造(AM)在工业中的广泛应用以制造高强度零部件，量化材料性能数据对设计师和工程师选择合适材料至关重要。本研究复制了增材制造材料制造商的成型工艺和拉伸测试程序，将实现的拉伸强度与制造商数据表中的标称值进行对比。这些数据对于验证制造商提供的性能数据、建立对标称值的信心，或揭示制造商标称值的可达性问题具有重要意义。采用与制造商测试相同的工艺参数制造增材成型试样，进行拉伸测试。利用数字图像相关技术精确测量试样应变，确定材料性能。显微镜分析用于检查打印质量、识别缺陷和确定试样中的纤维体积分数。结果表明本研究获得的拉伸强度与制造商标称值存在不一致性：两种材料超过预期值，一种材料未达到预期值。对3D打印试样的分析表明，纤维-基体润湿不良、大孔隙和界面结合力弱导致拉伸强度低于预期；而优良的打印质量、低孔隙率、适当的纤维-基体润湿和良好的工艺控制措施导致结果超过预期。研究结果表明，设计师和工程师不能仅依赖材料数据表来确定3D打印零部件的力学性能，需要进行独立验证和评估。
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