การพิมพ์ 3 มิติแบบกดด้วยความร้อนหลังการทรีทเมนต์ด้วยเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์อย่างต่อเนื่อง - PTJ Blog

บริการเครื่องจักรกลซีเอ็นซีจีน

การพิมพ์ 3 มิติแบบกดด้วยความร้อนหลังการพิมพ์แบบต่อเนื่องด้วยเส้นใยคาร์บอนเสริมแรงเทอร์โมพลาสติก

2019-09-21

โพสต์แมชชีนนิ่งร้อน


แม้ว่ากระบวนการขึ้นรูปแบบหลอมละลายแบบคลาสสิก (FDM) จะมีข้อดีโดยธรรมชาติในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างที่ซับซ้อน แต่ส่วนประกอบที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีนี้ยังคงมีปัญหาด้านความแข็งแรงไม่เพียงพอและความต้านทานความร้อนต่ำ

เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ การใช้วัสดุเสริมไฟเบอร์น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมาก นักวิจัยบางคนผสมเส้นใยสับเป็นวัสดุเรซินและลวดเสริมใยแก้วที่ผ่านกระบวนการสำหรับ FDM แม้ว่ากระบวนการ FDM ทั่วไปที่สืบทอดมาจากลวดเสริมด้วยเส้นใยที่สับแล้วจะมีข้อได้เปรียบในการสร้างส่วนประกอบทางธรณีมอร์ฟิคที่ซับซ้อน การเพิ่มความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์นั้นไม่ชัดเจนนัก และไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความแข็งแรงสูงที่เราคาดไว้ได้ . เมื่อเทียบกับวัสดุเสริมแรงด้วยเส้นใยที่สับแล้ว วัสดุเสริมแรงด้วยเส้นใยแบบต่อเนื่องสามารถเพิ่มความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก แต่เนื่องจากข้อจำกัดของเส้นใยอย่างต่อเนื่อง วิธีการปั้นจึงขาดความสามารถในการสร้างชิ้นส่วนโครงสร้างที่ซับซ้อน

เพื่อที่จะแก้ปัญหาดังกล่าวของการขึ้นรูปแบบต่อเนื่องด้วยเส้นใยเสริมแรง นักวิจัย MY และ YK จากโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายของญี่ปุ่น เชี่ยวชาญในการออกแบบและผลิตหัวฉีดชนิดใหม่ (ภาพที่ 1)

MY และ YK ออกแบบหัวฉีด
รูปที่ 1 MY และ YK ออกแบบหัวฉีด

ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์เสริมแรงด้วยเส้นใยแบบต่อเนื่องทั่วไป หัวฉีดใช้อุปกรณ์ป้อนสองตัวเพื่อควบคุมการป้อนลวดเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์แบบต่อเนื่องและลวดเรซินเพิ่มเติม ลวดเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยเส้นใยต่อเนื่องที่ใช้โดยพวกเขาคือลวดที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ห่อ PA6 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 มม. โดยที่ปริมาณคาร์บอนไฟเบอร์ Vf ถูกควบคุมที่ 50% และวัสดุเรซินเพิ่มเติมคือไนลอน 645 เดี่ยว - ส่วนตัดขวางของเลเยอร์ที่พิมพ์โดยหัวฉีดแสดงในรูปที่ 2 ส่วนล่างของชั้นเดียวเป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยเส้นใยแบบต่อเนื่อง และส่วนบนเป็นวัสดุเรซินเพิ่มเติม ดังจะเห็นได้จากรูป วัสดุเรซินเพิ่มเติมสามารถทดแทนการเสริมแรงด้วยเส้นใยได้ ร่องของวัสดุช่วยลดการเกิดช่องว่างระหว่างการพิมพ์
พิมพ์มุมมองส่วนชั้นเดียว
รูปที่ 2 พิมพ์มุมมองส่วนชั้นเดียว

นอกจากนี้ MY และ YK ยังใช้อุปกรณ์ที่พัฒนาโดยพวกเขาเพื่อเตรียมชิ้นงานทดสอบแรงดึงและผ่านการทดสอบแรงดึงทางกล ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าโมดูลัสยืดหยุ่น E ของตัวอย่างมีค่าถึง 53 Gpa อัตราส่วนของปัวซอง γ 0.39 และความต้านทานแรงดึง σb 701 MPa

จากการสังเกตของ MY และ YK พวกเขาคาดการณ์ว่าการมีอยู่ของรูพรุนภายในในชั้นเดียวของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์ และสันนิษฐานว่าต่อมาได้กำหนดกระบวนการบำบัดความร้อน ตามลักษณะของวัสดุที่ให้ความร้อนแก่ตัวอย่าง และการกดร้อนเพื่อขจัดความพรุนภายใน ผลการวิจัยพบว่าการอบชุบด้วยความร้อนไม่ได้เพิ่มค่าความต้านทานแรงดึงของตัวอย่างอย่างมีนัยสำคัญ (20%) แต่ตัวอย่างหลังการกดร้อนเพิ่มค่าโมดูลัสยืดหยุ่นและความต้านทานแรงดึงเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับตัวอย่างที่ไม่ผ่านการบำบัด นักวิจัยเชื่อว่ากระบวนการกดร้อนช่วยขจัดรูขุมขนในชั้นเดียว และส่งผลให้คุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก

การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลของกระบวนการบำบัดความร้อนแบบต่างๆ
ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลของกระบวนการบำบัดความร้อนแบบต่างๆ

ข้อมูลอ้างอิง:Yamawaki, M., &Kouno, Y. (2018). การแปรรูปและการกำหนดลักษณะทางกลของเทอร์โมพลาสติกเสริมคาร์บอนไฟเบอร์แบบต่อเนื่องโดยใช้พรีฟอร์มโดยการพิมพ์สามมิติและผ่านการขึ้นรูปแบบกดร้อน วัสดุคอมโพสิตขั้นสูง 27(2), 209-219. ดอย: 10.1080/09243046.2017.1368840

ลิงค์บทความนี้: การพิมพ์ 3 มิติแบบกดด้วยความร้อนหลังการพิมพ์แบบต่อเนื่องด้วยเส้นใยคาร์บอนเสริมแรงเทอร์โมพลาสติก

คำสั่งพิมพ์ซ้ำ: หากไม่มีคำแนะนำพิเศษ บทความทั้งหมดในเว็บไซต์นี้เป็นต้นฉบับ โปรดระบุแหล่งที่มาของการพิมพ์ซ้ำ:https://www.cncmachiningptj.com/ ขอบคุณ!


ร้านเครื่องจักรกลซีเอ็นซีPTJ® นำเสนอ Custom Precision . อย่างเต็มรูปแบบ เครื่องจักรกลซีเอ็นซีประเทศจีน บริการ ISO 9001:2015 & AS-9100 ได้รับการรับรอง ความแม่นยำอย่างรวดเร็ว 3, 4 และ 5 แกน เครื่องจักรซีเอ็นซี บริการรวมถึงการกัด การกลึงตามข้อกำหนดของลูกค้า สามารถใช้ชิ้นส่วนโลหะและพลาสติกที่มีความคลาดเคลื่อน +/- 0.005 มม. บริการรอง ได้แก่ CNC และการเจียร, เจาะ,หล่อตาย,แผ่นโลหะ และ การกระแทกให้ต้นแบบ ดำเนินการผลิตเต็มรูปแบบ การสนับสนุนทางเทคนิค และการตรวจสอบเต็มรูปแบบ ให้บริการ ยานยนต์การบินและอวกาศ, แม่พิมพ์และฟิกซ์เจอร์, ไฟ LED,ทางการแพทย์,จักรยาน และผู้บริโภค อิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรม ส่งมอบตรงเวลา บอกเราสักเล็กน้อยเกี่ยวกับงบประมาณของโครงการและเวลาการส่งมอบที่คาดหวัง เราจะวางกลยุทธ์กับคุณเพื่อให้บริการที่คุ้มค่าที่สุดเพื่อช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมาย ยินดีต้อนรับที่จะติดต่อเรา ( sales@pintejin.com ) โดยตรงสำหรับโครงการใหม่ของคุณ
บริการของเรา
กรณีศึกษา
รายการวัสดุ
แกลเลอรี่อะไหล่


ตอบกลับภายใน 24 ชั่วโมง

Hotline: + 86-769-88033280 อีเมล์: sales@pintejin.com

กรุณาวางไฟล์สำหรับโอนในโฟลเดอร์เดียวกันและ ZIP หรือ RAR ก่อนแนบ ไฟล์แนบขนาดใหญ่อาจใช้เวลาสักครู่ในการถ่ายโอนขึ้นอยู่กับความเร็วอินเทอร์เน็ตในพื้นที่ของคุณ :) สำหรับไฟล์แนบที่มีขนาดใหญ่กว่า 20MB ให้คลิก  WeTransfer แล้วส่งมาที่ sales@pintejin.com.

เมื่อกรอกข้อมูลครบทุกช่องแล้ว ก็สามารถส่งข้อความ/ไฟล์ของคุณได้ :)