短切碳纖維與ABS結合使用在3D打印件中效果驚人

魔猴君  行業資訊   2122天前

近日，來自澳大利亞國防軍學院新南威爾士大學的作者Owen M. Cannings在題為《短切碳纖維對丙烯腈-丁二烯苯乙烯屈服強度的影響》的論文中討論了加入短切碳纖維可提高丙烯腈-丁二烯 3D打印的屈服強度的問題。雖然碳纖維是3D打印材料中常見的增強材料，但它通常以連續纖維的形式貫穿整個材料。作者的目的是找出切碎的碳纖維是否具有相同的效果。 Cannings測試了用短切碳纖維增強的普通丙烯腈-丁二烯和丙烯腈-丁二烯試樣。碳纖維增強試樣比常規丙烯腈-丁二烯試樣有著更多的變形，這表明CF-丙烯腈-丁二烯材料更具延展性。他還測試了兩種材料的3D打印試樣的屈服應力。3D打印部件的屈服強度低于未加工的長絲的屈服強度，這表明打印部件可能在其內部存在一些空隙或缺陷。“雖然與長絲相似的應力水平是理想的，但仍然可以觀察到碳纖維-丙烯腈-丁二烯部件強度的降低。”Cannings說，“對于0-90取向，觀察到強度平均降低21.1％。對于±45°取向試樣，觀察到強度平均降低12.9％。” Cannings試圖聯系負責長絲制造的公司，但沒有得到回應。 “從以前對產品的研究中，建議CF顆粒的縱橫比約為1，這意味著它們在任何一個方向都沒有顯示出整體效益，”他繼續道。 “這意味著失效的測試模式目前是無益的，因為低縱橫比意味著纖維在任何方向上都沒有表現出拉伸強度的增加。由此，增加丙烯腈-丁二烯的YS的可能性依賴于丙烯腈-丁二烯和CF之間的粘合強度高于丙烯腈-丁二烯到丙烯腈-丁二烯之間的粘結強度。作者沒有辦法找到在該領域進行的任何研究。其他基質如環氧樹脂，利用短切顆粒在高粘度下在CF顆粒和基質之間表現出較低的粘合強度。由于丙烯腈-丁二烯具有高粘度，負責制造的公司可能沒有考慮在切碎的CF中對丙烯腈-丁二烯使用適當的混合工藝。” 這可能是影響丙烯腈-丁二烯和碳纖維增強丙烯腈-丁二烯試樣之間強度差異的主要因素。作者認為，未來的工作應該集中在適當的混合工藝和碳纖維幾何結構的修改上。令人驚訝的是，與由碳纖維增強丙烯腈-丁二烯打印的3D打印件相比，由普通丙烯腈-丁二烯打印的3D打印件得到了更高的屈服強度值。在丙烯腈-丁二烯中包含短切碳纖維顆粒導致拉伸強度降低13％至29％。需要進行更多研究以確定其原因，但初步估計表明碳纖維顆粒與丙烯腈-丁二烯塑料之間的結合導致材料變弱。 許多運營商購買CF長絲，希望它的性能優于普通長絲。在許多情況下，我們已經知道，對于大多數應用程序中的大多數用戶而言，增加的成本根本不值得。大多數碳纖維長絲是無功能和愚蠢的。這是一項有用的研究，可以支持這一點。我們也感激不盡的是，在積極的研究結果中，有一個消極的結果也很好！

來源：中國3D打印網