近年來,碳纖維及其復(fù)合材料由于輕質(zhì)高強、可導(dǎo)電、耐高溫、抗疲勞、易加工等一系列優(yōu)點在多個工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種新型的電工材料,碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料(CFRP,Carbon Fiber Reinforced Polymer)在風(fēng)力發(fā)電、電動汽車、輸電線纜、雷達等方面的需求迅速增長,未來仍具有很強的上升潛力。將三維打印技術(shù)應(yīng)用于碳纖維復(fù)合材料可實現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的快速制造,并在復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型和降低制造成本方面表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。本課題基于熔融沉積成型法(FDM,Fused Deposition Modeling)對碳纖維復(fù)合材料的三維打印技術(shù)展開了探索研究,為了保證復(fù)合材料中纖維/樹脂的結(jié)合性和成型件的力電性能,對連續(xù)CFRP構(gòu)件混合打印工藝進行了仿真、設(shè)計和測試,并研發(fā)了三維打印成型的機電系統(tǒng),實現(xiàn)了復(fù)合材料構(gòu)件的快速打印和性能提升。本文取得的主要成果和創(chuàng)新點如下:(1)研究了碳纖維復(fù)合材料的3D打印成型機理和力電特性。通過對纖維/樹脂擠出過程中的界面應(yīng)力和黏附功分析,揭示了碳纖維復(fù)合材料的3D打印成型機理。從微觀的角度研究了碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)和電學(xué)特性,建立了打印參數(shù)與拉...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１全球碳纖維需求量變化趨勢??

碳纖維的出現(xiàn)是材料史上的一次革命，是目前世界首選的高性能材料，正逐??步征服和取代傳統(tǒng)材料，現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于航天、航空和軍事領(lǐng)域。世界各國均把??發(fā)展高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)放在極其重要的位置。如圖１．１是從２００８到２０２０年全球??碳纖維的需求量增變化趨勢，從圖中可以看出目前全球?qū)τ谔?...

圖１．３寶馬ｉ３碳纖維復(fù)合材料車身??

ａ－Ｋ＾．?９Ｍ－?１２％??１＿體〇休閑．ｕ＿２．?Ｉ６％??圖１．２碳纖維在各個領(lǐng)域的需求量??碳纖維可與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合、做成結(jié)構(gòu)材料。與其他材料相比，??碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料（ＣＦＲＰ，Ｃａｒｂｏｎ?Ｆｉｂｅｒ?Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ）突出的特....

圖１．２碳纖維在各個領(lǐng)域的需求量??

然而，由堅硬的碳纖維復(fù)合材料制造的乘客區(qū)卻安然無恙。??霉??圖１．３寶馬ｉ３碳纖維復(fù)合材料車身??碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線（Ａｌｕｍｉｎｕｍ?Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?Ｃｏｒｅ）是一種新型架空輸??２??

圖１．５?３Ｄ打印航空級碳纖維復(fù)合材料??

美國哈佛大學(xué)研制了基于擠出三維打印技術(shù)的碳化硅晶須和短切碳纖維增??強環(huán)氧樹脂“墨水”制備出了復(fù)合材料Ｐ１，再通過加熱固化將打印出的制件進行??處理加工完成最終構(gòu)件的制備，如圖１．６所示。在此基礎(chǔ)上，該團隊還研究了最??終成型件的纖維排布方向與噴嘴直徑和纖維長徑比的關(guān)系，通過對噴....

本文編號：3922746