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图1.peek和cf/peek复合材料的零剪切粘度与温度的关系该文章采用sls制备高强度碳纤维(cf)增强peek复合材料,基于高温流变行为对cf/peek复合材料的烧结机理进行了深入研究。通过将模拟温度分布与粘度-温度关系相结合来定义新的有效熔化区域,并用于预测工艺规划。

图2.由peek和cf/peek(a-e)计算的有效熔化区域和peek(f)的热重曲线根据计算结果,对cf/peek开展了sls工艺实验,结果表明,当激光功率为18.5w、扫描速度3000mm/s、扫描间距0.12mm,分层厚度为0.1mm时,10%碳纤维含量的复合材料的拉伸强度达到109±1mpa、拉伸模量为7365±468mpa;5%碳纤维含量的复合材料的弯曲强度达到183±4mpa,均远高于peek的注塑件。从而证明了基于零切粘度的有效熔融区域的计算可作为sls热模型的补充,用于高熔体黏度的聚合物及其复合材料的sls工艺预测,同时,高强度高模量cf/peek的sls制件也为航空航天领域制件的拓扑优化、快速制造等提供了可能。

图3.sls烧结过程及标准测试样件参考文献

mengxueyan,xiaoyongtian*,gangpeng,dichenliet.al,hightemperaturerheologicalbehaviorandsinteringkineticsofcf/peekcompositesduringselectivelasersintering,compositesscienceandtechnology165c(2018)pp.140-147

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