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3D打印纤维取向的随机性分析

更新时间: 2021-08-02 17:38:47  查看次数: 346    


模具成型样品的磨痕表面,可以看出纤维取向的随机性;磨痕处总体比较平整,磨损较为均匀;局部区域的典型特征。

这里一般来说,短碳纤维的作用包括其一作为增强的主要填料,短纤维可以提高环氧树脂的模量和强度,使得材料具备更好的支撑性。
其二,碳纤维本身微观上是由沿纤维轴高度取向的二维乱层石墨微晶组成的,它有较好的耐磨性,纤维有沿径向逐渐磨损变薄的迹象,这对于提升整体的耐磨性至关重要。而局部区域2则显示在表面仍存在轴向截断而径向较为完整的碳纤维,这部分碳纤维无法提供额外的耐磨机理,并且本身作为硬质的小颗粒磨屑,其存在于摩擦界面中会形成应力集中而造成二次磨损,甚至破坏生成的转移膜。

短纤维垂直于测试面样品的磨痕表面。上面的小圆点即为纤维的轴向面,纤维的取向较为一致,测试后的样品表面,磨痕处总体比较平整,局部区域有较大的破损;是该组样品局部区域的典型特征,可以看到当环氧树脂基体磨损以后,剩下的一端包埋在基体而另一端裸露在表面的短碳纤维。纤维的一大特征就是轴向力学性能高,但却不耐径向的剪切,因而这些裸露的端部受到摩擦载荷的作用容易发生断裂,而形成与模具成型的样品相类似更短的纤维磨屑。