3D打印连续纤维增强热塑性复合材料成型质量的研究进展

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作   者：

秦若森;  孙守政;  韩振宇;  张鹏;  富宏亚; 

作者机构：

哈尔滨工业大学机电工程学院; 

关键词：

工艺参数;  3D打印;  连续纤维增强热塑性复合材料;  成型质量; 

期刊名称：

材料导报

i s s n：

1005-023X

年卷期：

2022 年 36 卷 017 期

页   码：

196-204

摘   要：

连续纤维增强热塑性复合材料正在汽车工业、航空航天等领域得到日益广泛的应用.近年来连续纤维增强热塑性复合材料3D打印技术得到了研究人员越来越多的关注,成为新的研究热点.与自动纤维铺放、缠绕等传统复合材料的增材制造方式相比,3D打印技术逐层堆积的成型原理使其具有更大的制造灵活性.但是当材料或工艺参数发生改变时,3D打印连续纤维增强热塑性复合材料的成型质量将发生较大改变,这一直困扰着复合材料3D打印领域的研究人员.目前学者对3D打印连续纤维增强热塑性复合材料成型质量的研究多集中于通过实验探究最优的工艺参数,缺乏对各工艺参数影响机理较为全面的总结.本文从成型质量出发,对3D打印连续纤维增强热塑性复合材料的研究现状进行综述分析,重点分析了设备工艺原理、工艺参数(打印温度、速度、纤维取向、纤维体积分数、打印间距及打印层厚度)和其他因素(材料类型、堆叠方向及使用环境)对材料性能的影响,总结出各因素对成型质量的影响主要体现在纤维体积分数、孔隙率及界面特性等方面.最后展望了3D打印连续纤维增强热塑性复合材料成型质量研究领域的发展前景,为制备具有优异成型质量的3D打印连续纤维增强热塑性复合材料产品提供参考.