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碳纤维增强聚乳酸复合材料在熔融沉积成型3D打印中的应用

Carbon Fiber-Reinforced PLA Composite for Fused Deposition Modeling 3D Printing

Andong Wang, Xinting Tang, Yongxian Zeng, Lei Zou, Fan Bai, Caifeng Chen · School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
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期刊 / 来源Polymers
卷/期/页16 / 15 / 2135
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关键词:碳纤维增强复合材料聚乳酸熔融沉积成型工艺参数优化力学性能热稳定性

摘要整理

聚乳酸(PLA)复合材料作为熔融沉积成型(FDM)3D打印的常用耗材,其性能优化具有重要意义。本研究通过引入碳纤维(CF)来增强PLA复合材料的综合力学性能和热稳定性,并分析了FDM工艺参数对复合材料力学性能的影响规律。研究结果表明,添加5 wt.%碳纤维能显著提升PLA复合材料的刚度和综合力学性能。通过单因素分析,确定了影响PLA复合材料拉伸强度的工艺参数优先级顺序为:打印层厚、热床温度、打印速度和喷嘴温度。在优化工艺条件下,即层厚0.1 mm、热床温度60 °C、打印速度40 mm/s、喷嘴温度215 °C的组合参数下,获得了最优的拉伸强度。该研究为碳纤维增强PLA复合材料在FDM工艺中的应用提供了工艺参数指导,对提高3D打印制件的性能具有实际指导意义。

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