复合材料学报

作者：周政, 谢明慧, 王延庆,

关键词：熔融沉积成型, n-HA, 微米短切CF, PLA基生物复材丝材, 信噪比,

通过熔融沉积成型3D打印的三维模型，不可避免存有层间界面，针对层间界面增强，本文采用超声浸渍法制备了纳米羟基磷灰石(n-HA)与微米短切碳纤维(CF)两相增强材料在聚乳酸(PLA)基体上牢固结合、均匀分布的PLA基生物复材丝材，该方法避免混炼的同时，也为层间界面储备了增强相。然而，经过熔融沉积成型3D打印之后，n-HA与微米短切CF两相增强材料在层间界面区域的分布状态尤为关键。运用Ansys进行流体数值计算，借助Minitab进行正交参数设计和信噪比数据分析，研究喷嘴直径、送丝速度、微米短切CF含量3个关键因素对于喷嘴出口流体速度的影响规律，并进一步通过熔融沉积成型3D打印机，在相同的打印参数设置下，制备标准拉伸试样，进行拉伸性能表征和SEM观察，研究PLA基生物复材丝材中，两相增强材料n-HA与微米短切CF在层间界面区域的分布状态。结果表明：借助Minitab信噪比优化实验参数，比正交试验参数设计手段更加有效；选取熔融温度为210℃、喷嘴直径为0.5 mm、送丝速度为14 mm·s^?1、微米短切CF含量为7wt%，上述参数组合进行数值计算获得的喷嘴出口流体速度方差最大，为两相增强材料n-HA与微米短切CF在层间界面区域最均匀分布创造了积极有利条件，且试样拉伸性能最强。

来源：2023年第1期

《复合材料学报》期刊编辑部

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