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连续碳纤维增强尼龙复合材料的3D打印研究

连续碳纤维增强尼龙复合材料的3D打印研究冯嘉伟;费国霞;夏和生;王占华;余文柏【期刊名称】《塑料工业》【年(卷),期】2024(52)4【摘要】连续碳纤维增强复合材料具有高强度、刚性、耐磨、耐高温和轻量化等优点,适用于需要高性能且轻量化的领域。

将三维(3D)打印技术用于制备连续碳纤维增强复合材料则具有更高效、低成本、高材料利用率和灵活生产等优势。

本文开展了连续碳纤维增强尼龙复合材料的3D打印研究,研究了挤出宽度、层厚、打印温度对打印材料拉伸性能以及弯曲性能的影响,并探究了退火后处理对材料力学性能的影响。

使用扫描电子显微镜(SEM)观察了3D打印样品的切割横截面和拉伸断裂失效横截面,在不同工艺参数条件下,分析和讨论了打印样品和后处理打印样品的内部结构和力学性能之间的关系。

结果表明,当挤出宽度为0.65 mm时打印样品力学性能最佳,拉伸强度和拉伸模量为501.51 MPa和31.70 GPa,弯曲强度和弯曲模量为164.53 MPa和31.91 GPa;当层厚为0.1 mm时打印样品力学性能最佳,拉伸强度和拉伸模量为520.78 MPa和36.59 GPa,弯曲强度和弯曲模量为168.43 MPa和32.31 GPa,之后力学性能随着层厚的增加而减小。

打印温度对打印样品的力学影响较小。

退火后处理对打印样品的力学性能具有一定的优化效果,拉伸强度提升效果有3.07%,弯曲强度提升了51.27%。

【总页数】8页(P89-96)【作者】冯嘉伟;费国霞;夏和生;王占华;余文柏【作者单位】四川大学高分子研究所;重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66【相关文献】1.连续碳纤维增强尼龙复合材料的研究2.连续碳纤维增强尼龙复合材料预浸丝制备与3D打印性能研究3.连续碳纤维增强尼龙6复合材料3D打印装备与参数调控4.连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印工艺及性能研究5.3D打印连续纤维增强尼龙复合材料冲击性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

碳纤维增强尼龙66的研究

碳纤维增强尼龙66的研究
彭树文
【期刊名称】《工程塑料应用》
【年(卷),期】1998(026)009
【摘要】利用ＨＡＡＫＥ流变仪研究了碳纤维增强尼龙６６的流变特性，以及温度对碳纤维增强尼龙６６流变性能的影响，并测试了碳纤维增强尼龙６６的力学性能。

结果表明，碳纤维增强尼龙６６在一定剪切速率下，剪切应力下降，表观粘度降低，并且随着剪切速度增加，表观粘度提高；当挤出机头温度升高时，在一定剪切速率下，期剪切应国和表观粘度都降低。

而制品的硬度、冲击强度和拉伸强度等力学性能均比纯尼龙６６有明显的提高。

【总页数】3页(P5-7)
【作者】彭树文
【作者单位】吉林化学工业公司研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ327.304
【相关文献】
1.碳纤维增强尼龙PA6T/66共聚物复合材料的制备及性能研究 [J], 张其;王孝军;张刚;龙盛如;杨杰
2.短切碳纤维增强尼龙66复合材料研究进展 [J], 王艳芝; 王劼; 张振利; 张居亮; 刘少磊
3.短切碳纤维增强尼龙66平板抗冲击性能研究 [J], 黄珍媛; 程斌; 赵亚萌; 陈邑
4.高流动性碳纤维增强尼龙66的制备与性能 [J], 张友强;王宝生;赵付宝;王旭华;姚立凯;张学锋;诸葛炯
5.碳纤维增强尼龙66低磨耗复合材料制备及性能研究 [J], 刘树文;邱军;刘文君;陈广强
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尼龙加纤增强改性材料的性能和应用范围

尼龙加纤增强改性材料的应用领域尼龙增强料，你加多少玻纤？一、为什么要加玻纤（GF）呢？尼龙加纤增强材料是用PA6/PA66树脂做为基材再添加一定比例的玻璃纤维改性而成。

由于尼龙本身强度不够，通过加入10--30%的纤维，来提高它的强度。

特别是30%的强度是公认的最合适的比例。

也有加到40-50%的，根据不同产品的具体要求，再加上适当的配方，都能成功。

二、加玻纤增强系列尼龙产品应用范围高强度加玻纤增强产品玻纤添加比例40-50%的增强尼龙材料，主要适用于高强度齿轮、专业设备的高强度零部件制造。

各种精密齿轮：PA66+20%GF，具有高钢性、尺寸稳定、降噪、耐磨、静音、润滑、抗静电等性能。

中强度加玻纤增强产品玻纤添加比例25-35%的增强尼龙材料，主要适用于汽车配件、电动工具外壳、电器风叶、风轮、餐具类、玩具类等中强度零部件制造。

1、汽车配件：汽车PA66+GF材料可应用在发动机进气管、发动机罩盖、汽车底盘、发动机风扇叶、汽车空调蒸发器冷凝器等。

1）发动进气管PA66+30%GF，长期耐温140℃2000小时以上。

2）汽车底盘挡泥板，发动机风扇叶PA66+30GF，需要极好的韧性和强度，以及很低的变形量与尺寸稳定性。

3）汽车空调蒸发器PA66+15%GF+10%滑石粉，需要翘曲好、长期耐热、耐水解、尺寸稳定高、很高的强度和韧性。

2、电子配件各种连接器：这是无卤阻燃PA66+35%GF、PA66+35%GF在各种电子连接器上的应用领域。

电子连接器需要具备高流动性、尺寸稳定性、良好的电气性能，有的还需要阻燃性能，此时唯有改性材料才能完全替代。

3、各种大功率风扇叶以及叶轮:高钢性、高韧性、低翘曲、抗蠕变、耐水解改性PA66+30%GF材料。

4、餐具类：耐高温、食品级、高流动性、增强、PA66+30%GF。

5、玩具领域：玩具枪托、无人机螺旋桨、马达支架玩具一般使用高强度的改性塑料（PA66+30%GF、PA66+30%碳纤）。

碳纤维增强树脂基复合材料

同时也能在，在基建、兵器、医疗器械、体育休闲用品等领域都存在巨大的市场潜力。
➢ 航天应用： 1.军机应用 2.民机应用
发展与应用——航空航天上的应用
➢ 航空应用 1.卫星及空间站的结构材料和部件 2.导弹用结构材料 3.运载火箭用结构材料
发展与应用——在能源、汽车及其他工业部门的应用
对于未来的汽车工业，碳纤维复合材料将成为汽车制造的主流材料。将在汽车发动机汽缸，机械驱动轴，车体板和其他部件得到发展和应用。
发展与应用
高性能环氧复合材料已广泛应用在各种飞机上，其发展可分为三个阶段：
第一阶段：
第二阶段应：
第三阶段：
应用于受力不大的应用于承力大的结应用于复杂受力结
构件，如各类操作构件，如安定面、构，如机身、中央
面、副翼、口盖、全动平尾和主受力翼盒等。
阻力板等。
结构机翼等。
发展与应用——航空航天上的应用
• 碳纤维、碳化硅纤维等高性能增强材料的出现，并使用高性能 20世纪70年树脂、金属与陶瓷为基体，制成先进复合材料ACM
代
70年代~现在
• 美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机--里尔芳 2100号；采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机；波音-767大型客机上使用了先进复合材料作为主承力结构
环氧树脂基体：粘附力强、收缩性低、化学稳定性、价格较低，但韧性不足，耐湿热性差。
碳纤维增强树脂基复合材料简介——树脂基体
树脂基体的重要性能有：使用温度、强度、刚度、耐疲劳性、韧性和耐湿热老化等。
目前发展高性能树脂基体主要方向是：
1）新型高温型树脂基体，使用温度在300 ℃以上； 2）高韧性的树脂基体，如冲击后压缩强度（CAI）＞300 MPa 的树脂基体； 3）适用于低成本的液体成型工艺（如RTM 成型工艺）的树脂基体； 4）能满足复合材料结构功能一体化的新型树脂基体，如具有透波和吸波功能的树脂基体。

碳纤维增强树脂基复合材料的概述

第1章绪论1.1碳纤维增强树脂基复合材料的概述CFRP是以碳纤维为增强体，树脂为基体的复合材料，所选用的树脂基体主要分为两类：热固性树脂和热塑性树脂。

其中，热固性树脂由反应性的低分子量预聚体或者带有活性基团的高分子量聚合物组成，其在成型过程中，在固化剂或热作用下进行交联、缩聚，形成不熔不溶的交联体型结构，在复合材料中常采用的有环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂以及酚醛树脂等[15-17]；而热塑性树脂则由线型的高分子量聚合物组成，在一定条件下溶解熔融，只发生物理变化，常用的热塑性树脂基体有聚乙烯、尼龙、聚四氟乙烯以及聚醚醚酮等[18-20]。

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为新型材料，崛起于20世纪60年代中期，在众多先进复合材料中，CFRP在技术成熟度与应用范围方面的表现尤为突出。

与传统材料相比，CFRP 具有多种优异的性能，例如，(1)具有高的比强度和比模量，其密度为钢材的1/5，钛合金的1/3，比玻璃钢(GFRP)和铝合金还轻，使其比强度(强度/密度)是高强度钢、超硬铝、钛合金的4倍左右，玻璃钢的2倍左右，而比模量却是他们的3倍；(2)具有良好的耐疲劳性，如在静态下，CFRP循环105次且承受90%的极限强度应力时，才会被破坏，而钢材却只能承受极限强度的50%左右；(3)具有耐摩擦和抗摩擦性能，耐水性，耐蚀性；(4)同时还具有热膨胀系数小，导电性好等特点[21]。

碳纤维在碳纤维增强树脂基复合材料中起到增强作用，而其中树脂基体则使复合材料成型为一承载外力的整体，通过界面传递载荷于碳纤维，因此它对碳纤维复合材料的技术性能、成型工艺以及产品价格等都有直接的影响[22, 23]。

此外，碳纤维的复合方式也会对其复合材料的性能产生影响。

碳纤维按照制备时的需要，大致可分为两种类型：连续纤维和短纤维，其中，通常采用连续纤维增强的复合材料具有更好的机械性能，但由于其制造成本较高，并不适应于大规模的生产；而短纤维复合材料可采用与树脂基体相同的加工工艺，如模压成型、注射成型以及挤出成型等。

基于微CT-RVE模型和Mori-Tanaka模型的短切碳纤维增强尼龙力学性能预测方法研究

模型预测PET/MWCNT纳米复合材料的准固态行为。目前精细化仿真模型构建多集中于长纤增强材料和纳米管增强材料，在短切碳纤维增强材料方面还不够深入。
在平均场均匀化理论研究中，研究人员总结得到了很多半理论半经验模型，广义自洽模型⑷计算中考虑夹杂-基体-等效介质间的相互作用，可以较准确地预测两相复合材料等效剪切模量，且当内含物体积分数趋近1时,广义自洽模型可以给出更精确的预测［7］。Hashin-Shtrikman模型［8］可以预测具有准各向同性特征的多相复合材料的有效弹性模量上下界以及有效导电率和传热率。Kalamkarov等⑼ 对平均场模型进行了总结，其中Mori-Tanaka模型（M-T模型）能在包含物体积分数低于25%时准确预测两相复合材料的有效性能［l0］ o
表1尼龙和碳纤维材料参数 Table 1 Properties of PA66 and CF
牌号
密度/g・cm「3 拉伸模量/GPa 泊松比
PA66 101L NC010
1.14
1.4
0.41
CF
T300-6000
1.76
230
0.38
图1 CT扫描试样示意图 Fig. 1 Diagram of X-ray CT specimen
3. 2 CT扫描图像处理方法首先对CT扫描原始图像进行过滤处理，分离
出灰度值在5670 - 5688范围内的白色纤维影像。使用高斯模糊对半径为0. 02 ^m的像素进行模糊处理，去除极小的白色影像,同时消除纤维边缘的毛刺。由于纤维随机分布,存在部分较粗纤维与当前扫描角度平行,在图像中表现为较大的白块，如图6(b) 所示,需要将其去除以保证纤维重建的一般性。使
机进行扫描试验，测试电压为100 kV,测试电流为135 ^A。试样被装置在载物台上,通过旋转试样获取扫描数据，在CT试验机自带软件中重构试样，并将重构结构沿Z方向导出，共获取1500张图像，空间分辨率为2.2 ^m，图像分辨率为758x1047。由于切割样件形状不规则以及电镜扫描试样表面喷金，为消除外部伪影，截取扫描试样中间尺寸为2303. 4 ^mx 1667. 6 pmx2343 pm的区域，剩余1065张图像。

增强尼龙pa1010质保书

增强尼龙pa1010质保书
【最新版】
目录
1.引言：介绍尼龙 pa1010
2.尼龙 pa1010 的特性
3.增强尼龙 pa1010 的方法
4.增强尼龙 pa1010 的质量保证书
5.结论：总结增强尼龙 pa1010 的重要性
正文
尼龙 pa1010，也被称为聚酰胺 1010，是一种热塑性树脂，广泛应用于各种工程领域。

其主要特性包括高强度、良好的耐热性和耐腐蚀性，以及优秀的耐磨性和低摩擦系数。

然而，由于尼龙 pa1010 本身的硬度和刚度相对较低，因此在许多应用中，需要对其进行增强处理。

增强尼龙 pa1010 的方法通常是通过添加增强剂，如玻璃纤维、碳纤维等，来提高其力学性能。

这些增强剂可以有效地提高尼龙 pa1010 的硬度、刚度和强度，使其在各种工程应用中具有更好的性能。

为了确保增强尼龙 pa1010 的质量，通常需要对其进行质量保证书。

质量保证书应包括以下内容：材料的名称、型号和规格；增强剂的类型和含量；材料的物理和力学性能；生产工艺和设备；质量检测方法和结果；以及材料的储存和运输要求等。

增强尼龙 pa1010 的质量保证书对于材料的生产和使用都至关重要。

对于生产商来说，质量保证书可以证明其产品的质量，提高市场竞争力；对于使用者来说，质量保证书可以保证其购买的材料符合要求，降低使用风险。

总的来说，增强尼龙 pa1010 是一种重要的工程材料，其质量和性能
直接影响到产品的质量和使用寿命。