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碳纤维复合材料的研究现状,对于3D打印的意义

更新时间: 2019-11-29 11:41:18  查看次数: 147    

3D打印技术与碳纤维复合材料的结合相辅相成有利于解决我国碳纤维复合材料制品与国外相比利用率低、性能不稳定、价格偏高等问题,同时推动3D打印材料和碳纤维材料领域的快速发展,掌握3D打印碳纤维复合材料技术和3D打印用碳纤维复合材料的制备技术,加快我国针对满足不同打印材料要求的3D打印技术更新迭代,大幅提升我国在3D打印技术和新型材料领域的研究水平和国际竞争力,强化我国碳纤维材料的加工制造水平和能力,有利于推动确立我国在先进数字化制造领域的国际领先地位。


近几年以来,碳纤维复合材料从主要集中在航空航天和军事领域的应用研究,逐步拓展到工业应用领域。随着碳纤维复合材料相关技术的发展,其新开发的应用领域渐渐包含有土木工程、石油开采、交通运输、辅助医疗等方面。


目前已有多种热塑性树脂材料与碳纤维复合成为碳纤维复合材料,材料特性性能随着热塑性材料性能不同和生产工艺条件不同而各不相同。如碳纤维增强聚酰胺树脂即尼龙PA,碳纤维的增强改性作用下大大提升了尼龙的力学性能,改善了尼龙强度硬度低于金属及成型尺寸不稳定的缺点。碳纤维增强广泛应用的工程塑料PC,随着各种性能的提升进一步扩展了工程塑料的应用领域。另一种广泛应用的工程塑料聚苯硫醚PPS,经碳纤维增强改性后已应用在了民用飞机机翼上和制造优良质量的体育用品。日本东丽公司是世界上研制和生产碳纤维领域中最有代表性的公司,该公司生产的T系列碳纤维,早已广泛用于各国航空航天工业中。


国内复合材料经过50年发展,已基本具备设计、制造碳纤维复合材料制品的能力和条件。跨国公司已在国内建立许多原材料企业和生产设备供应机构,国内企业通过引进国外技术与设备,生产能力水平在提高,也已开始对轿车、客车、载货车等商用车辆上配备碳纤维复合材料制品进行了研究和制备。但碳纤维复合材料在具有系列优点的同时决定了在受力的场合,碳纤维复合材料的制备缺乏规范,需对碳纤维复合材料的基本研究和制备继续展开研究。对于承力结构件采用碳纤维复合材料尚需借鉴国外工业设计规范,针对不同工况载荷下进行应力分析和对应的碳纤维复合材料铺层设计,才能充分发挥碳纤维复合材料轻质高强特性。



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