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工艺与制造英文2025

3D打印过程中连续碳纤维铺层对拉伸性能的增强研究

Tensile Property Enhancement by Laying the Continuous Carbon Fiber during 3D Printing Process

Wongsathorn Rattanapreechachai, Kanjanabhorn Chansoda, Watcharapong Chookaew · Mahidol University
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期刊 / 来源Materials Science Forum
卷/期/页1150 / 21-26
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关键词:熔融沉积成型碳纤维增强复合材料连续纤维铺层增材制造拉伸性能机械强度

摘要整理

熔融沉积成型(FDM)是增材制造领域的广泛应用技术。3D打印的主要局限在于材料成本高昂且强度相比传统成型工艺较低。支撑材料因挤出工艺的特殊性导致成本更加昂贵,而3D打印件固有的高表面粗糙度是其机械性能较弱的主要原因。为解决上述问题,本研究引入了颗粒型3D打印机与纤维铺层技术相结合的方案。研究结果表明,颗粒型打印机制备的样品在机器方向上获得最高的机械强度,但在其他光栅角度下拉伸强度出现下降。通过对比不同碳纤维(CF)形式的差异,发现短切纤维在提高打印件强度方面效果不佳,而铺层织物类型和连续纤维能够显著改善机械性能。在分析最大强度与纤维质量比值时,连续纤维表现出最高的增强效率。研究表明,采用连续碳纤维铺层技术可有效提升3D打印复合材料的力学性能,为增材制造工艺的优化提供了新的思路。

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