3D打印材料PA-CF强度研究---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---摘要：本文对PLA、ABS、PA6-CF和PA12-CF等3D打印材料进行对比试验，对材料的使用性能对比分析。试验证明，干燥的尼龙和碳纤维的共混物具有拉伸强度高和缺口冲击强度高等特点，相对于ABS和PLA具有明显优势;没有经过干燥处理的尼龙和碳纤维共混物拉伸强度和缺口冲击强度相对于ABS和PLA没有---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---優势。对熔融堆积（FDM）的3D打印机材料选择和打印参数设定具有重要的参考意义。关键词：3D打印材料PA-CF;拉伸强度;缺口冲击强度：TH145.9文献标识码：A：1672-4437（2021）03-0063-033D打印技术以计算机数字模型为基础，利用横截面切片将数字模型切成很多层片，并通过3D打印设备，分层加工和迭加成形得到固态形体[1]。3D打印技术按照成型原理可以分为熔融堆积（FDM）、光固化（sla）、激光烧结（sls）、激光熔融（slm）、电子束熔融（ebm）、叠层实体制造（lom）、激光近净成型（lens）、聚合物喷射成型（ployjet）、三维喷印（3dp）等。熔融堆积（FDM）3D打印具有设备投资少、使用成本低、操作简单、设备故障率低、成品后处理方便等优点，是目前应用最广的3D打印技术[2]。材料的拉伸强度和缺口冲击强度是熔融堆积（FDM）3D打印的重要指标，在保证打印成果的同时，如何选材、如何提高材料的强度至关重要。13D打印材料熔融堆积（FDM）3D打印机使用丝状耗材，常用材料有PLA和ABS两种。随着用户对个性化产品需求的不断增加，用户对3D打印材料的多样性需求更加强烈，尤其是对3D打印零件强度方面提出了更高的要求。在需要更高强度的场景下，可考虑采用PA-CF材料。PA俗称尼龙，其具有良好的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性。CF是增强改性聚合物基复合材料，俗称碳纤维，其以密度小、耐腐蚀、耐高温、导电和良好耐磨性等优异性能被广泛应用于航空航天、工业轻量化装备、导电材料、高强度和抗撞击零部件等领域[3]。利用CF增强PA，得到新性能材料。尼龙和碳纤维共混材料热挤成丝状PA-CF，碳纤维占2%。按照尼龙材料的种类不同，制成PA6-CF和PA12-CF两种。2试验材料与方法2.1试验材料试验选用某知名国产品牌3D打印材料，包括PLA、ABS、PA6-CF、PA12-CF四种，直径均为1.75mm。2.2试验设备试件使用通用3D打印机制备（主要参数如表1所示）。其他实验设备有：万能拉力机、KDⅢ型材料试验机、MZ-2052简支梁冲击试验机。2.3试件制备---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---使用3D打印机按照图1和图2分别建模并3D打印试验样条。用于拉伸试验的样条如图1所示，使用万能拉力机按照GB/T1040-2018进行试验，拉伸速率为1mm/min;用于冲击试验的样条如图2所示，使用简支梁冲击试验机按照GB/T1043-2018进行试验，试验样条缺口类型为A型缺口。试验在室温24℃左右进行。制备样条参数见表2，每个样条横卧打印和立式打印各5个，用于试验取平均值。2.4试件检查检查3D打印制备的试验样条，保证试件样条光滑、均匀、无毛刺、无沙眼、无气泡、无杂质等质量缺陷，以免影响试验数据真实性。2.4.1使用角尺，检查试验样条中间5×5mm部分相邻表面的垂直度，合格的试件样条相邻表面均严格垂直。2.4.2使用刀尺检查试件样条的平面度，合格的试件样条刀尺不透光，表面无划痕、空洞、凹陷及凸包。3试验结果与分析3.1抗拉性能分析将试件装夹在万能拉力机上，按照GB/T1040-2018规定的试验方法和计算方法，将试件拉至断裂，计算每种试件的拉伸强度和拉伸屈服应力。其中横卧3D打印试件计算X-Y方向的拉伸强度和拉伸屈服应力，体现材料的抗拉性能。立式3D打印试件计算Z方向的拉伸强度和拉伸屈服应力，体现材料3D打印各层间的粘结能力。记录各强度如图3所示。3.1.1拉伸强度和屈服应力分析（1）在填充密度为100%的试件中，X-Y方向拉伸强度最大的是经过干燥处理的PA6-CF试件，拉伸强度是85MPa;最小的是ABS试件和没有经过干...