这篇论文的目的是使用预浸料方法制备聚乳酸(PLA)/连续棉线(CCT)丝材,并研究PLA/CCT丝材及其3D打印复合材料的性能。首先,自制了一个预浸料装置,将CCT浸入PLA熔体中。研究了牵引速度和张紧装置对PLA/CCT丝材质量的影响。检查了浸渍温度、CCT直径和CCT的碱处理对PLA/CCT丝材拉伸性能的影响。结果表明,当牵引速度为12转/分钟时,PLA/CCT丝材的直径等于标准的3D打印直径(1.75毫米)。CCT直径从0.6毫米增加到1.0毫米时,拉伸强度从44.26提高到52.81兆帕。碱处理显著降低了PLA的接触角,并进一步改善了PLA与CCT之间的界面相容性,增强了丝材复合材料的拉伸性能。其次,为了在3D打印过程中实现CCT不断线,规划了一条不切断的路线。使用田口实验方法研究了3D打印工艺参数对3D打印PLA/CCT复合材料弯曲性能的影响。同时,分析了3D打印PLA/CCT复合材料的冲击性能。结果表明,PLA的弯曲强度和应变通过3D打印参数(喷嘴温度210℃和打印速度6毫米/秒)提高到135兆帕和4.39%。PLA的冲击强度从2.75提高到18.87焦耳/平方毫米,提高了5.5倍。最后,进行了热实验,结果表明PLA在加工过程中没有降解,其分子结构在不同状态下保持不变。这篇论文的结果表明,天然纤维CCT可以用来增强PLA并降低PLA的成本,PLA/CCT复合材料有潜力应用于3D打印轻质部件的领域。
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