打印参数和路径对连续碳纤维复合材料3D打印翘曲变形的影响

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连续碳纤维增强热塑性复合材料（C-CFRTP）的3D打印技术能够实现轻量化、高强度复杂结构件的一体化制造。然而，C-CFRTP打印件的翘曲变形仍是制约其应用的关键问题。虽然打印参数和打印路径对翘曲变形有重要影响，但对其作用机制的认识不足，阻碍了工艺优化。本研究系统调查了基础温度、喷嘴温度和打印速度等工艺参数对C-CFRTP打印件翘曲变形的影响规律。通过定量表征打印过程中的温度梯度，分析了翘曲变形的驱动机制，阐明了各工艺参数的作用效果。最后对打印路径（0°/0°、0°/90°和−45°/45°）进行了优化以实现最小变形。研究结果表明：提高基础温度和打印速度、降低喷嘴温度能够减小打印件所经历的温度梯度，促进均匀收缩和应力松弛，从而显著降低翘曲变形。通过纤维取向控制热梯度和应力分布可实现最优的翘曲抑制效果。在−45°/45°打印路径下的翘曲变形最小，仅为0°/0°路径下的12%。本研究为降低3D打印C-CFRTP件的翘曲变形提供了重要指导。

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