短连续碳纤维同步增强热塑性复合材料的3D打印技术：Towpreg挤出与原位浸渍工艺对比

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碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTPs）的3D打印技术为制造复杂结构零件提供了有效途径。为满足零件性能需求，提出了短连续碳纤维同步增强热塑性复合材料（S/C-CFRTPs）的3D打印技术。然而，同步增强仅存在于特定位置导致3D打印S/C-CFRTP零件的力学性能改善有限，难以满足工程应用需求。为解决此问题，提出了两种在3D打印S/C-CFRTP零件全位置实现同步增强的方法。通过理论分析和实验验证，对两种方法进行了全面对比，涉及打印机制、纤维含量、浸渍率和力学性能等方面。结果表明，Towpreg挤出工艺更适合制造3D打印S/C-CFRTP零件。与原位浸渍工艺相比，Towpreg挤出工艺使纤维含量增加约7%，孔隙率降低约6%，3D打印S/C-CFRTPs的拉伸强度和弯曲强度分别提高19%和20%。此外，提出了制备力学性能优异的S/C-CFRTP预浸料丝的优化工艺参数方案。本研究为进一步改善3D打印先进复合材料的力学性能提供了新的途径。

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