Shonfer等做了使用熔融沉积(FDM)工艺加工ABS填充气相生成碳纤维(VGCFs)增强复合材料的研究。碳纤维和ABS使用密炼机进行混合,碳纤维填充的ABS粒料采用热压成型,将成型的片材破碎造粒后通过挤出机拉成3D打印1.75mm耗材。FDM成型后的试样在经过拉伸试验后,与未填充的ABS的性能相比较表明,VGCF/ABS复合材料的层间堆积角度为零时的拉伸强度大幅度提高,但是伸长率却显著降低,断裂模式也变为了脆性的。这是由于抵抗纤维拔出的能力较低,层间融合较差,而未填充ABS的层间融合性能较好。这些实验结果表明层间融合和纤维基体间的界面结合效果都不理想,而且长丝的成型过程有待提高和改进。
Tekinalp等研究了短纤维增强ABS的3D打印成型制品的微观结构和机械性能,并且进行了模压成型和FDM成型的对比研究;使用Brabender混合器将长度为3.2mm的玻璃纤维和ABS树脂预混为玻璃纤维含量10%、20%、30%和40%的原料,再将其通过挤出成型为模压成型所需的片材和FDM成型所需的直径为1.75mm长丝材料;将片材切为短片填充到模具中模压成型为矩形柱试样,FDM试样直接使用桌面级3D打印机成型,但是玻璃纤维含量为40%的长丝材料只打印了几层便出现了喷嘴堵塞而难于成型。测试结果表明FDM工艺可以打印高度分散和高度取向的玻璃纤维,拉伸强度和模量大幅度提高甚至要高于铝(Aluminum6061-0)的强度。在模压成型和FDM成型的对比研究中发现,FDM成型的试样中的空隙较多而模压成型的试样中没有明显的空隙。FDM成型试样中的打印方向有着显著的纤维取向,模压成型试样中的纤维取向可能是由于原料挤出过程中形成的。
Ning等首次通过挤出成型工艺制备了玻璃纤维增强ABS复合长丝材料,比较了不同玻璃纤维含量及长度的FDM成型试样。玻璃纤维的平均直径为7.2μm,长度为150μm和100μm,将两种不同长度的玻璃纤维粉末与ABS颗粒混合成为不同纤维含量的原料,再用挤出机将其成型为长丝后进行复合材料的FDM打印成型。实验的结果表明,与纯ABS树脂试样比较,加入玻璃纤维后可以提高拉伸强度和杨氏模量,但是会降低軔性、屈服强度和延展性;含量为5%和7.5%时提高22.5%和30.5%;玻璃纤维长度为150μm的试样强度和杨氏模量均高于玻璃纤维长度为100μm的试样。
你可能感兴趣的类似3D打印资讯