玻璃纤维/光敏树脂复合材料的3D打印及其力学性能

为解决光固化3D打印树脂材料强度低的问题,将玻璃纤维与光敏树脂复合,采用光固化3D打印技术制备玻璃纤维增强复合材料,分析了玻璃纤维经硅烷偶联剂改性处理以及玻璃纤维的铺层方式对复合材料力学性能的影响。结果表明:玻璃纤维可提升复合材料的拉伸强度和弯曲强度,相比于未处理的玻璃纤维,经硅烷偶联剂处理的玻璃纤维对复合材料力学性能的提升更为显著,复合材料的拉伸强度提高了50%,弯曲强度提高了143%;相较于连续长纤维的铺层方式,采用模拟三维正交的铺层方式对于复合材料力学性能影响更为显著,拉伸强度提升了110%,而弯曲强度增加了147%。

纤维增强树脂基复合材料光固化成型原理及其研究进展

对光固化成型原理、树脂与增强纤维间复合及成型工艺等内容进行了阐述。特别介绍了紫外光固化3D打印成型技术等为代表的新兴成型技术,为纤维增强树脂基复合材料光固化成型提供了新思路。

连续纤维增强热塑性树脂基复合材料拉挤工艺研究与应用现状

拉挤工艺是一种能够经济的连续生产复合材料的典型制造工艺，它不但具有其它成型方法的优点，而且还具有其它工艺所不具备的优点，如生产效率高，重复性好，长度可任意切断，省原料、省能耗等。本文简要介绍了连续纤维增强热塑性树脂基复合材料拉挤工艺研究与应用的现状，包括目前国内外主要的拉挤工艺，以及拉挤工艺过程的若干工序。

光固化中的纤维——树脂复合材料机械性能研究

对于快速成型中的光固化制作工艺 ,在光敏树脂中加入短纤维而制得的零件的机械性能可得到改善 .制备了纤维———树脂悬浮液 ,探讨了纤维的添加对悬浮液粘度的影响 ,研究了纤维的分布方位及长度对复合材料固化物的弹性模量的影响 .依据复合材料相关理论预测了固化层片及固化零件的机械性能 ,如弹性模量、强度 .实验发现复合材料制作的样件的弹性模量和拉伸强度明显高于纯树脂固化样件 ,且其在后固化过程中的收缩量也比后者小 .

光造型中的纤维-树脂复合材料机械性能研究

对于快速成型中的光造型制作工艺 ,通过在光敏树脂中加入短纤维而制得复合材料。实验发现复合材料制作的样件的弹性模量和拉伸强度明显高于纯树脂固化样件 ,且其在后固化过程中的收缩量也比后者小。

光固化复合材料补片在飞机蒙皮修复中的应用

介绍了用光敏树脂浸渍纤维增强材料制成柔性预浸料修理补片 ,以胶接的方法贴补到飞机蒙皮的损伤区 ,在紫外光的照射下迅速固化 ,从而实施快速修复的一种方法。此项技术具有设备简单、结构增重小、修补强度高、易于成形、通用性强、操作简便的特点。

碳纤维增强材料新应用

航空用Tenax 碳纤维增强塑料大多数航空结构历来是用热固性碳纤维预浸料制造，即用热固性树脂浸渍的碳纤维单向带或织物。而预浸料现用的航空级环氧树脂体系在使用前需要在低温（-18℃）下储存和运输。为了降低制品成本，提高生产率和控制对环境的影响，必须寻找新的材料和制造工艺。碳纤维增强热塑性塑料（CFRTP）就是一种能够省去热压罐投资，减少制造时间并可以在室温下储存的解决方案。为此，总部位于日本的碳纤维制造商东邦特耐克丝公司多年来积极研发这种复合材料。

可削减复合材料成本的树脂膜浸渍工艺

到目前为止树脂膜浸渍工艺未获推广应用,但现在此方法有迹象加入制造业主流,在汽车、船舶和航天部门中呈现的商业用途。George Marsh评论此方法的好处和用途。

两种材料桩钉对牙根应力分布影响的三维光弹应力分析

目的 :研究不同弹性模量材料桩钉对牙根应力分布的影响。方法 :根据加载方式和桩钉材料将模型分为四组 ,用三维光弹应力分析法分析FRC桩钉和金属桩钉在两种加载 (垂直和斜向 )方式下牙根内应力分布情况。结果 :桩钉材料对牙根应力分布有明显的影响 ,弹性模量高的合金桩钉组在两种加载方式下在桩钉末端牙体组织内均有较大的应力集中 ,而模量较低的FRC桩钉组牙根应力分布比较均匀。结论 :不同弹性模量材料桩钉对牙根应力分布有明显的影响 ,弹性模量与牙体组织接近的FRC桩钉有利于保护牙根防止折裂。

从碳纤维到碳纤维增强热塑性塑料

传统上,大多数航空航天结构采用碳纤维增强聚合物(CFRP)制造,它们是热固性树脂预浸渍碳纤维单向带或编织织物形式。为了降低部件的成本,提高生产速度并限制对环境的影响,开发新的制造工艺和材料是必要的。碳纤维增强热塑性材料(CFRTP)是一种材料解决方案,它不需要在新热压罐上投资,不用在铺层过程中压实,同时提供一个非常长的工厂寿命,降低了部件的制造时间。

Polystrand连续纤维增强热塑性塑料

美国Polystrand公司开发了据称是“新一代纤维增强聚合物”的复合材料。这种新的材料体系是用热塑性树脂浸渍连续E玻璃纤维、s玻璃纤维或芳纶纤维形成的单向带或交叉铺层双向带。这些预浸带可在高温下重新成型，制成最终应用制品。抗冲击的轨道车辆壁板、卡车的车门框板、安全防卫用防弹板等就是其中数例。

海上风电钢管桩石墨烯增强保护层的力学性能

为了改善海上风电浪溅区钢管桩保护层的力学性能,设计了一种石墨烯光敏复合增强纤维高性能树脂复合带作为保护层的中间层,采用损伤理论并考虑冲击荷载和温度荷载的影响,建立了数值模型以研究该保护层的力学性能,并与中间层为环氧玻璃钢的保护层的力学性能进行了对比.结果表明:在相同冲击荷载作用下,石墨烯光敏复合增强纤维高性能树脂复合带发生损伤的临界荷载超过环氧玻璃钢的1.5倍;在相同温度下,石墨烯光敏复合增强纤维高性能树脂复合带中间层下表面的剪切应力不到环氧玻璃钢中间层的1/10.

浸渍树脂快速与自然老化试验对应关系

以纤维增强复合材料（FRP）来加固土木结构被应用于土木工程领域，对混凝土结构、砌体结构、钢结构及木结构进行加固修复。但随着FRP加固结构的广泛应用，其耐久性问题也日益突出并受到关注。FRP加固修复后的结构在使用过程中，除了承受使用荷载的作用外，还要受到各种环境因素的作用，如温度和湿度变化以及化学介质腐蚀等，这些环境因素一方面会影响材料本身的物理力学性能，另一方面会影响FRP材料与结构的界面粘结性能。故研究环境因素对FRP材料物理力学性能和粘结强度的影响具有重要意义。浸渍树脂作为复合材料的原料之一以及FRP与结构的粘结材料，其耐久性直接影响FRP加固结构的结果。文章通过对两种浸渍树脂进行快速老化和自然老化试验，在试验的基础上分析并计算了二者的对应关系。结果表明，树脂在自然环境中受各种老化因素共同的作用要比单一因素作用大得多。

光固化3D打印改性碳纤维/光敏树脂复合材料的制备与性能调控

光固化3D打印技术因成型速度快、器件精度高、表面质量好,已成为3D打印快速制备高精尖器件的首选方法,但现有3D打印光敏树脂仍存在器件力学强度低、韧性差等问题。碳纤维因导电、导热、高比强度、高比模量等特性,已被广泛应用于各种结构或功能复合材料。为此,先采用化学氧化、硅烷偶联剂(KH580)改性等手段对短切碳纤维进行表面改性得到KH580改性碳纤维(MCF);再将MCF与3D打印光敏树脂(PR)复合得到改性碳纤维/光敏树脂(MCF/PR)复合材料,并对其光固化动力学和3D打印器件的力学性能进行了详细研究。结果表明:当MCF表面的KH580接枝量为0.5wt%、MCF添加量为0.15wt%时,虽然MCF与PR复合后使光敏树脂的黏度有所增大,但对光敏树脂的固化深度与临界曝光量影响较小,仍能满足光固化3D打印要求;利用立体光刻技术(Stereolithography,SLA)光固化3D打印工艺能很好地制造出各种MCF/PR器件,器件的拉伸强度可达70 MPa,与纯PR相比增加了约100%,冲击强度为1.91 kJ/m^(2),较PR提高了约60%,且3D打印器件在350℃下具有良好的热稳定性。

超导磁体绝缘用玻璃纤维真空热处理前后性能研究

Nb_(3)Sn超导磁体需要长时间640℃真空热处理才能形成超导相,对不同超导磁体绝缘结构使用的国产耐辐照玻璃纤维、HS/6高强玻璃纤维、美国S-2高强玻璃纤维在640℃真空热处理前后分别进行真空压力浸渍(VPI),探究国产玻璃纤维在640℃真空热处理后能否达到美国S-2高强玻璃纤维性能,满足Nb_(3)Sn超导磁体使用要求。测试其在室温下的拉伸、层间剪切强度,直流耐压击穿强度。真空热处理后,三种玻璃纤维增强树脂基复合材料拉伸、层间剪切强度都有大幅下降,HS/6高强玻璃纤维在热处理前后力学性能最好,保留率最高,满足使用要求;但HS/6高强玻璃纤维增强树脂基复合材料的电气强度比S-2高强玻璃纤维增强树脂基复合材料电气强度至少低40%,不能满足使用要求,耐辐照玻璃纤维增强树脂基复合材料丧失绝缘性能。

Adeka和帝人集团研发出碳纤维全新模压成型工艺

近日，Adeka和帝人集团GHCraft子公司共同研发了Fiber—to—Composite（FtoC）模压成型工艺，能够在开放模具中制备纤维增强复合材料（FRP）层压板。FtoC模压成型工艺能够自动进行树脂浸渍、固化和层压工序，获得高取向的纤维排列方式。AdekaTF发的一种特殊的快速固化环氧树脂能够在GHCraft开发的红外辐射成型工艺条件下经几十秒快速固化。工艺过程无需固化炉、压力模等大型设备，只需在开放模具中层压完成。

可用紫外线固化的预浸渍料

澳大利亚复合材料公司最近开发出可用紫外线（uv）固化预浸渍料的工艺技术。其产品名称为AusPregUV^TM，是由玻璃纤维增强材料与聚酯树脂或乙烯基酯树脂组合的，其产品是具有划时代技术的专利产品，所用的玻纤产品形态为短切纤维毡、无纺布、机制布、多轴织物等。

新突破!超声波定位实现3D打印复合材料

日前,来自英国Bristol大学的一支研究团队,开发出了用超声波控制3D打印部件微观结构的方法以实现复合材料的3D打印。据介绍,这种独特的方法使用超声波来定位数以百万计的微小增强纤维,使其在微观尺度上形成一种增强框架,从而显著提升材料强度。这种微观结构的生成会与一个聚焦的激光束协调同步,而后者的作用是固化环氧树脂。＂

叶片制造转向碳纤维

Hexcel复合材料公司为了满足风力发电叶片制造商生产较大和强度要求比较高的转子叶片所需的碳纤维材料设计了最新产品。 Hexcel正在推出它的HexFIT^(TM)树脂浸渍技术的碳纤维制品。HexFIT用来作为两层干纤维增强材之间交替的树脂膜叠层。成品膜也可以包括在内。为了能得到迅速制造的高质量的构件并具良好价格性能比,该材料可以用低成本的真空袋模塑技术。