夾層結(jié)構(gòu)作為一種輕質(zhì)、高強的高性能結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、軍事等領(lǐng)域。低成本、高性能、低能耗是現(xiàn)代先進制造技術(shù)的發(fā)展方向,夾層結(jié)構(gòu)雖然可以通過夾芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計達到輕質(zhì)、高強的效果,但其制備過程存在工藝鏈較長、產(chǎn)品可設(shè)計性差、能耗較高等問題。傳統(tǒng)材料加工采用減法制造或等材制造,通過切割工具或模具對原有材料進行加工得到產(chǎn)品,存在原料利用率低、可設(shè)計性差等缺點。3D打印又稱為增材制造技術(shù)、采用逐層堆積、增加材料的原理實現(xiàn)產(chǎn)品從無到有的,能夠?qū)崿F(xiàn)三維實體的制造,具有設(shè)計靈活、成型較快的特點,能夠有效彌補夾層結(jié)構(gòu)在制備過程中存在的問題。但3D打印技術(shù)受打印材料的限制,也存在打印產(chǎn)品力學(xué)性能較差的缺點,為解決3D打印力學(xué)性能較差的問題,目前最廣泛的做法是在3D打印材料中加入增強纖維制備纖維增強復(fù)合材料,提高材料的力學(xué)性能。本文采用高性能的芳綸纖維作為增強體,3D打印耗材聚乳酸(PLA)作為基體通過熔融沉積(FDM)3D打印技術(shù)制備纖維增強夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,并通過磷酸改性、硅烷偶聯(lián)劑改性(KH-560)改善芳綸纖維與PLA基體的結(jié)合效果,提高材料的力學(xué)性能。研究FDM打印參數(shù)對純PLA制備波紋...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 芳綸纖維及研究應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 基于3D打印技術(shù)的纖維增強復(fù)合材料研究現(xiàn)狀與趨勢
        1.2.3 復(fù)合材料界面理論
        1.2.4 超聲波無損檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用
    1.3 本課題研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.3.1 本課題的主要內(nèi)容
        1.3.2 本課題的創(chuàng)新點
第二章 PLA3D打印耗材制備波紋夾層結(jié)構(gòu)及性能分析
    2.1 熔融沉積FDM3D打印原理及影響因素分析
        2.1.1 熔融沉積FDM3D打印原理
        2.1.2 熔融沉積FDM3D打印參數(shù)對成型件的影響分析
    2.2 波紋夾層結(jié)構(gòu)FDM的制備
        2.2.1 實驗材料及儀器設(shè)備
        2.2.2 實驗材料的分析
        2.2.3 實驗方案的設(shè)計
        2.2.4 模型的繪制
        2.2.5 波紋夾層結(jié)構(gòu)的制備
    2.3 波紋夾層結(jié)構(gòu)截面觀察與分析
    2.4 波紋夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試與分析
        2.4.1 波紋夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試標(biāo)準(zhǔn)
        2.4.2 波紋夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試與分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 芳綸纖維增強PLA波紋夾層結(jié)構(gòu)的制備及力學(xué)性能研究
    3.1 采用FDM3D打印技術(shù)制備波紋夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料原理
    3.2 實驗方案的設(shè)計
    3.3 波紋夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料截面測試與分析
    3.4 力學(xué)性能測試結(jié)果分析
    3.5 純PLA與芳綸纖維增強PLA復(fù)合材料波紋夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能比較
    3.6 本章小結(jié)
第四章 芳綸改性及其增強波紋夾層結(jié)構(gòu) 3D打印及力學(xué)性能研究
    4.1 實驗材料與儀器
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗儀器
    4.2 芳綸纖維表面改性處理
        4.2.1 磷酸改性處理
        4.2.2 硅烷偶聯(lián)劑改性處理
    4.3 芳綸纖維改性的形貌測試與分析
        4.3.1 磷酸改性對芳綸纖維形貌的影響
        4.3.2 硅烷偶聯(lián)劑處理對芳綸纖維形貌的影響
    4.4 改性芳綸的紅外光譜分析
    4.5 改性芳綸的拉伸強力測試與分析
        4.5.1 磷酸處理對芳綸長絲紗拉伸斷裂強力的影響
        4.5.2 硅烷偶聯(lián)劑處理對芳綸長絲紗拉伸斷裂強力的影響
    4.6 改性芳綸纖維增強PLA波紋夾層結(jié)構(gòu)制備及性能分析
        4.6.1 改性芳綸纖維增強PLA波紋夾層結(jié)構(gòu)制備
        4.6.2 改性芳綸纖維增強PLA波紋夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測試
        4.6.3 改性芳綸纖維增強PLA波紋夾層結(jié)構(gòu)截面測試與分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 3D打印材料的超聲波無損檢測分析
    5.1 超聲波無損檢測技術(shù)分類
        5.1.1 透射法與反射法
        5.1.2 穿透法裝置簡圖及幾種常見的缺陷情況
        5.1.3 反射法缺陷情況對應(yīng)的波形圖
        5.1.4 接觸法與液浸法
        5.1.5 超聲波無損檢測顯示方法
    5.2 實驗原料與儀器設(shè)備
    5.3 測試試樣的制備與測試條件
        5.3.1 測試試樣的制備
        5.3.2 測試條件的設(shè)置
        5.3.3 測試步驟
    5.4 測試結(jié)果與分析
        5.4.1 邊緣效應(yīng)的界定
        5.4.2 分析評價方法
        5.4.3 試樣波形與變異系數(shù)分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號：3892085