基于辊压增强的连续纤维复材3D打印方法研究

作     者：胡珍涛 钱波 张珂 熊婷 茅健 刘钢 Hu Zhentao;Qian Bo;Zhang Ke;Xiong Ting;Mao Jian;Liu Gang

作者机构：上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201600 机械工业航空大型复杂薄壁构件智能制造技术重点实验室上海201600 上海交通大学四川研究院成都610213 上汽大众汽车有限公司上海201805 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1105300) 

出 版 物：《工程塑料应用》 (Engineering Plastics Application)

年 卷 期：2023年第51卷第8期

页      码：92-99页

摘      要：目前连续纤维增强树脂的复合材料在FDM 3D打印技术上的应用发展迅速,但连续纤维材料层和树脂基础材料层两种不同材料的打印层间连接界面的孔隙率大导致打印件整体性能低。针对连续纤维与树脂基础材料由于不同材料差异导致层间黏结差的问题,笔者提出通过在3D打印机喷头上附加辊压辅助装置对打印层面逐一进行机械压实的方法来进一步提高连续纤维增强热塑性聚合物基高性能复合材料打印件的性能。采用正交实验法对比了试验刚性辊压轮作用于打印件成形表面时的不同辊压速度和相较于打印层面不同下压高度等参数的影响。为提高辊压实验的正确性,首先针对辊压速度和下压高度选定了9组不同参数的辊压过程进行仿真,通过数值模拟得出辊压装置最佳下压高度为0.03 mm,辊压速度4 mm/s。然后开发了相应的硬件和软件,包括双喷头与辊压装置的连接机构、辊压轨迹规划与控制算法等,最后通过实际打印模型样件测试验证了连续纤维增强复合材料3D打印零件通过实时辊压来提升性能方法的可行性。

主 题 词：连续纤维 辊压 3D打印 数值模拟 结构设计 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3539.2023.08.015

馆 藏 号：203123314...