PEEK/CGF复合材料增材制造综合力学性能优化

为提升连续玻璃纤维(CGF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料增材制造样件综合力学性能,优化增材制造基础工艺参数,基于正交试验与单因素试验设计,通过力学性能测试,探究了喷头温度、平台温度、打印速度、层厚等工艺参数对综合样件力学性能的影响,获得PEEK/CGF增材制造成型工艺优化参数,进一步探究了重点工艺参数对PEEK/CGF样件力学性能的影响规律。结果表明,层厚与喷头温度对样件的综合力学性能具有显著影响,最优工艺参数组合为喷头温度440℃,平台温度160℃,打印速度2 mm/s,层厚0.35 mm。随喷头温度的增加,样件的综合力学性能先增大后减小,在440℃达到最大值;随层厚的减小,样件的力学性能逐渐增大,层厚为0.35 mm时样件的力学性能达到最大值。经试验验证,在最优工艺参数组合下样件综合力学性能达到最优,样件弯曲强度为351.59 MPa,层间剪切强度为34.96 MPa,拉伸强度为383.75 MPa。     

FDM成型工艺对PEEK/CGF复合材料翘曲变形的影响

为降低连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料增材制造样件的翘曲变形,优化增材制造基础工艺参数,通过单因素试验、Plackett-Burman Design试验与Box-Behnken Design试验,研究了打印过程中的热效应,即保温舱温度、层厚、成型平台温度、打印速度等工艺参数对连续玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料样件翘曲变形的影响规律,得出如下结论：研究发现打印工艺对翘曲度的影响程度是不同的,影响程度依次为B (层厚)> C (成型平台温度)> A (保温舱温度)。研究发现打印工艺参数之间是会对翘曲变形产生交互作用的,并且影响程度也较为显著(PB析因试验中大于t值),即B> C> A> AB> BC> D (打印速度)> BD。研究发现喷头温度440℃,成型平台温度100℃,保温舱温度90℃,层厚0.3 mm,道间距为0.5 mm,打印速度2 mm/s时,翘曲度可达到0.23%。     

连续纤维增强PEEK增材制造力学性能与成型质量优化

针对连续纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料增材制造中的界面结合差、制件精度不高等技术瓶颈,基于多热力场耦合作用下的连续纤维增材制造成型工艺,实现了典型样件的3D打印制备.基于正交实验设计,并通过微观形貌表征和力学性能测试,探究了喷头温度、打印速度和分层厚度对打印制件的表面粗糙度和弯曲性能的影响规律,获得连续纤维增强P...     

PEEK/CCF复材增材制造多重分形谱表面形貌评定方法

随着航空事业的发展,增材制造(AM)被用于连续碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK/CCF)复材的成型制造中,其中AM工艺参数对PEEK/CCF复材加工形貌有较大影响.基于此提出了一种基于多重分形谱表面形貌评定方法,通过PEEK/CCF复合材料在AM中的成型速度(v)、成型厚度(s)、成型角度(θ)与加工表面粗糙度和表面形貌之间的关系设计了单因素试验,研究了PEEK/CCF复合材料在AM中的v,s,θ与表面形貌之间的关系,结合成型材料表面多重分形谱的方式,评定AM中所选工艺参数对表面形貌的影响,得到了加工表面粗糙度和表面形貌随v,s,θ的变化特点.结果表明,v,s对材料表面形貌有明显影响,θ对表面形貌影响较小,通过试验验证了PEEK/CCF复合材料表面形貌有较好的分形特征,多重分形谱谱差ΔD(α)表征表面波峰波谷的占比,其值越大,材料表面形貌越复杂,分形谱的宽度Δα表征表面起伏程度,定性表征了形貌特征,最终工艺参数组合为v=20 mm/s,s=0.2 mm,θ=30°.     

熔融沉积成型聚醚醚酮热处理工艺对力学性能影响

利用正交试验方法研究了热处理工艺参数对熔融沉积成型聚醚醚酮(PEEK)试样力学性能的影响.对保温温度、升温速率和保温时间影响因素下PEEK试样的力学性能进行对比分析,研究现有条件下最优热处理工艺参数.采用差示扫描量热法测试典型PEEK试样的结晶度,通过微米X射线三维成像系统扫描典型PEEK试样三维CT数据并使用VG S...     

陶瓷增材制造

陶瓷的脆性和高硬度使得传统陶瓷成型工艺不易制备具有复杂形状和结构的陶瓷制件。本文总结了目前发展较快的激光选区熔融、激光选区烧结、三维打印、立体光固化、自由挤出成型等增材制造工艺在陶瓷领域的研究进展。面向复杂结构和高性能陶瓷制品的定制化快速制造需求,陶瓷增材制造技术展现出极大优势,在传统陶瓷行业、生物医疗等领域得到了应用。但是,陶瓷增材制造仍面临着打印材料及大尺寸、高致密度复杂结构陶瓷零件制造等难题,这些也将是增材制造技术未来发展的重要研究方向。     

增材制造工艺参数对PLA/AF复合材料层间剪切强度影响

为解决芳纶纤维(AF)增强复合材料成形过程中工艺复杂、周期长、人工干预多、成形加工难等问题,基于连续纤维增材制造技术研究了AF增强聚乳酸(PLA)(PLA/AF)复合材料,实现从原料到复合材料的直接成形.探索了AF取向、打印速度、打印层厚、打印间距工艺参数对PLA/AF复合材料样品层间剪切强度的影响.结果表明,AF单向...     

注塑工艺对PTW/PEEK制品力学性能的影响

采用注塑成型工艺制备了六钛酸钾晶须(PTW)/聚醚醚酮(PEEK)制品,研究了PTW/PEEK复合材料注塑成型时注塑温度、模具温度以及退火处理对制品力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)观察PTW/PEEK制品的微观形貌对其进一步验证。研究结果表明,成型温度为后段350℃、中段370℃、前段390℃,模具温度为180℃时,PTW/PEEK制品的力学性能较佳,并且制品在200℃下退火处理1 h后,制品的力学性能进一步得到提高。     

方兴未艾的陶瓷增材制造

正陶瓷材料因具有高强度、耐高温、耐腐蚀及良好的绝缘性和生物相容性等特点,被广泛应用于机械、电子、航空航天、生物医疗等领域。随着具备力学、热学、光学、电学及生物特性的新型陶瓷的快速发展,制造高性能、复杂结构陶瓷零件的需求日益迫切,这对陶瓷成型方法提出了越来越高的要求。传统陶瓷成型方法,如干压、凝胶注模、等静压、流延等对模具依赖性强,部分复杂结构陶瓷甚至难以采用传统成型方法制造。因此,探索无需模具的高性能、复杂结构陶瓷零件的新型成型方法已成为陶瓷领域的研究热点。     

金属材料增材制造技术的应用

与传统的加工制造技术相比,金属材料增材制造技术有着周期短、效率高、材料节约、适用于成形复杂零件等优势.经过30多年的发展,金属材料增材制造技术已经发展为3D打印应用的主要方向之一.本文重点针对金属材料增材制造技术的应用进行了详细的分析,以供参考.     

基于挤出工艺的陶瓷零件增材制造及其关键技术

增材制造技术可以直接从CAD模型得到实体零件,无需加工刀具和模具,非常适合于结构复杂陶瓷零件的个性化、差异化制造。基于浆料或者膏体挤出而开发的陶瓷零件增材制造技术实用灵活,工艺方法也最多。本文主要阐述了基于挤出技术的增材制造技术的技术原理和特点,并对其中涉及的挤出材料、挤出方式和工艺控制等关键技术进行了综述。     

增材制造SiC陶瓷反射镜的研究进展

碳化硅陶瓷具有优异的力学性能和良好的热学性能,是制备空间光学反射镜的理想材料之一。传统成型技术制备的SiC陶瓷反射镜普遍存在轻量化程度低、制备周期长等问题,难以满足空间光学系统的发展需求。当前,增材制造技术展现了其在低成本、短周期制备超轻型反射镜方面的巨大潜力。本文首先对常见的反射镜材料特性进行了对比;然后,综述了SiC陶瓷反射镜增材制造成型技术的研究进展,并详细论述了SiC陶瓷反射镜制备过程的组分设计、制备工艺、致密化方法等,总结了增材制造技术制备SiC陶瓷反射镜的技术路线;最后,对SiC陶瓷反射镜增材制造制备技术的未来发展提出展望。     

纳米氧化锆分散液微喷射黏结增材制造氧化锆陶瓷

黏结剂微喷射黏结增材制造技术可成形任意形状陶瓷坯体,但坯体烧结后的致密度和强度低、表面较粗糙。采用纳米氧化锆分散液代替常规有机黏结剂作为喷射溶液,研究纳米氧化锆分散液喷射量对微喷射黏结增材制造氧化锆陶瓷烧结性能的影响规律及其机理。当纳米氧化锆分散液喷射量(体积分数)从0增加至175%时,氧化锆陶瓷烧结线收缩率和表面粗糙度显著减小,其减小幅度分别为6%～8%、57%,而致密度、抗弯强度和硬度明显增加,其增加幅度分别为18.1%、124.0%和187.0%。纳米氧化锆分散液喷射后,纳米氧化锆颗粒填充氧化锆粉层孔隙,提高了氧化锆坯体致密度,从而改善氧化锆陶瓷烧结质量,这为快速制造复杂致密的陶瓷零部件提供了新方法。     

热处理对玻璃纤维增强PET力学性能的影响

用双螺杆挤出机制备玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二酯（GFRPET）粒料,用注塑机注塑试样,试样在140℃热处理4h。用DSC仪测得热处理后试样的结晶度增加,并测得热处理后的强度、弹性模量有很大程度提高。由热处理后试样冲击断面的SEM照片可见水分挥发留下的空洞,这些空洞容易形成应力集中点,因而导致冲击韧性降低。热处理后试样的弹性模量与增强定律十分吻合。     

UHMWPE人工关节材料增材制造进展

人口老龄化和关节患者年轻化的趋势愈来愈明显,人工关节置换材料需要提升性能并延长使用寿命,才能满足社会发展的需求.超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)具有优异的耐磨性和生物相容性,是人工关节置换领域的研究热点,但是传统的成型工艺存在残留化学物质、无法精确加工复杂结构等问题.增材制造(AM)作为一种新兴的制造工艺,可快速...     

陶瓷材料与结构增材制造技术研究现状

增材制造技术在聚合物材料与结构、金属材料与结构制备中已经得到了大量应用。近年来,陶瓷材料与结构的增材制造技术得到了初步发展,受到了越来越多陶瓷工作者的关注。本文综述了目前几种常见的陶瓷材料与结构增材制造技术,并预测了未来陶瓷材料与结构增材制造技术发展的主要关注点,以期为陶瓷工作者提供关于增材制造技术一定的参考与思考。     

增材制造研究用巧克力型推进剂设计与制备

以黏合剂RS为连续相,铝粉和高氯酸铵为固体填料,实现填料质量分数为80%的巧克力型推进剂配方设计与制备。利用差热扫描、高温恒温存储、安全测试手段评价RS及其混合物的热稳定性和相容性,利用流变仪研究混合药浆黏度变化,利用爆热与药棒燃速测试评估巧克力推进剂应用潜力。结果表明:巧克力型推进剂可在90℃以下实现熔融成型,具备可调节的黏度、优良的安全性能和可观的能量潜力,可用于固体推进剂增材制造工艺研究。     

纤维增强复合材料护目镜增材制造成形研究

基于人体工学原理,进行面部贴合轮廓的迭代优化,完成护目镜结构轻量化设计.分析喷头温度、成形速度、层间厚度、喷嘴直径、填充路径及纤维状态对短碳纤维增强聚乳酸复合材料力学性能的影响规律,优化护目镜打印工艺参数.选取喷头温度210℃,成形速度35 mm/s,层间厚度为0.25 mm,喷嘴直径0.6 mm,轮廓偏置填充路径,纤...     

连续纤维复合材料增材制造的发展研究

增材制造是依据三维CAD数据将材料采用挤压、烧结、熔融、光固化和喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术,增材制造是一种发展迅速的快速成型技术.本文对增材制造,以及增材制造在高性能复合材料方面的应用进行了概述.重点介绍了连续纤维复合材料增材制造的发展情况及存在的问题,并对连续纤维复合材料增材制造的发展进行了展望.