石墨烯增强尼龙复合材料3D打印工艺研究.pdf

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1、塑料工业第44卷第12期·38·CHINAPIJASTICSINDUSTRY2016年l2月石墨烯增强尼龙复合材料3D打印工艺研究木习武，张效迅，金鸣，黄丹，史志成(上海工程技术大学材料工程学院，上海201620)摘要：研究的是石墨烯增强尼龙复合材料(Graphene—PA6)如何合理应用于熔融沉积制造(FDM)3D打印技术。通过熔融共混法制备了该复合材料，并设计了正交实验，对该材料的FDM工艺进行了详细研究，得出以下结论：基于Graphene．PA6材料，当设置FDM工艺参数喷嘴温度245oC，底板温度60—70℃，打印速度27mm／s，喷嘴直径0．4mm．层厚0．20mm时

2、，该复合材料的FDM工艺效果最好。对于制品力学性能结果值的影响程度由大到小分别是石墨烯含量、喷嘴温度、打印速度和底板温度。当石墨烯质量分数为0．05％时，用上述FDM工艺参数所打印出的成型件力学性能最佳。关键词：熔融沉积制造工艺；石墨烯；复合材料；力学性能doi：10．3969／j．issn．1005-5770．2016．12．009中图分类号：TQ320．66文献标识码：A文章编号：1005—5770(2016)12-0038-043·DPrintingTechnologyResearchonGrapheneReinforcedNylonCompositesxIWu，ZHAN

3、GXiao—xun，JINMing，HUANGDan，SHIZhi—cheng(SchoolofMaterialsEngineering，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620，China)Abstract：Thispaperstudiedhowthegraphenereinforcednyloncomposites(Graphene-PA6)canbeusedinfuseddepositionmodeling(FDM)3-Dprintingtechnology．Thecompositematerialwasp

4、reparedbymeltblendingmethod，andtheFDMprocessofthematerialwasstudiedbyorthogonaltest．BasedonGraphene—PA6，whenthenozzletemperatureinFDMis245oC，theplatformtemperatureis60—70℃，theprintingspeedis27mm／s，thenozzlediameteris0．4mm，slicethicknessis0．20mm，thecompositematerialinFDMcanyieldthebestprocess

5、resuh．Forthemechanicalpropertiesoftheproduct，theorderoftheinfluencefactorisasfollows：thecontentofthegraphene，thetemperatureofthenozzle，theprintingspeedandtheplatformtemperature．Whenthemassfractionofgrapheneis0．05％，theformingpartsprintedonthebasisofthetechnologicalparameterinFDMcanyieldthebes

6、tmechanicalproperties．Keywords：FusedDepositionModelingProcess；Graphene；Composites；MechanicalProperties凭借着与传统材料加工技术相比的许多突出的优3D打印进一步发展的技术瓶颈。。。不断研发新材势，3D打印技术吸引了国内外工业界、投资界、学料并使其成功应用于3D打印技术是3D打印发展的术界、新闻媒体和社会公众的热切关注，近年来发展一个重要趋势。工程塑料是目前应用范围较广的迅猛。目前已广泛应用于工业设计、模具制造等领FDM打印材料，这类材料具有良好的机械强度和耐域，并在建筑、生物、航

7、空航天等领域进行了验证性候性，热稳定性也比较理想，以这些材料打印出的产应用1-4]。根据美国材料与试验协会(ASTM)3D打品能够用于大多数工业和民用场合。影响FDM工印技术委员会的标准，将3D打印技术分为7类，其艺的因素可以分为打印材料和打印设备两个方面J。中熔融沉积制造(FDM)凭借其操作简单，成型速本文通过熔融共混法制备了石墨烯增强尼龙复合材度快等诸多优点成为应用最为广泛的3D打印料，并从FDM打印工艺出发设计了正交实验，研究技术。了不同成型工艺对该复合材料FDM打印成型件打印3D打印