新聞公告
日本利用3D打印實現復合材料與鈦合金無粘合劑粘接
作者:    時間:2025-05-13    點擊量:188    
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2月21日,日本東北大學報道利用熔融長絲3D打印技術將碳纖維增強熱塑性材料直接粘合到Ti-6Al-4V鈦合金(Ti64)基材上,無需使用粘合劑。
通過集成到3D打印機上的熱板進行加熱,將短碳纖維增強聚酰胺6(SCFRTP)粘合到Ti64基材上,粘合強度隨著熔合時間的增加而提高,當熔合時間為60 min時,樣品(f60)達到最大剪切應力27.3±2.2 MPa。通過有限元分析接頭的失效機制,在r<7.5 μm范圍內形成斷裂過程區,表明能量通過塑性變形與微裂紋的產生而耗散;f60樣品中Mises等效應力在距粘合表面邊緣約300μm處達到SCFRTP的拉伸強度,這明裂紋在Ti6-4基材界面附近擴展并導致SCFRTP斷裂。此外,將一層SCFRTP粘合到Ti64基材上,然后3D打印2.3 mm厚的連續碳纖維/聚酰胺6復合材料,成功制造出搭接剪切接頭,證明了集成多層結構的可行性。
該研究展示了一種經濟高效、可擴展的金屬復合材料連接方法,有助于開發輕質高強混合結構,有望應用于汽車制造、航空航天等領域。







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