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一种3D打印墨水的制备方法流程

更新时间: 2021-08-02 10:24:43  查看次数: 58    

在制备样品之前,取适量的母料2,计算其中E51的含量,按照质量比E51:HE600=185:170的比例加入HE600,再次放入脱泡搅拌机中搅拌均匀。然后转移到30cc胶筒中,随后经真空烘箱抽气泡,以及离心机以1300rpm离心,直至再次放入真空烘箱中抽气泡没有体积变化为止。最终打印墨水的组分为二氧化硅7.5wt.%、短碳纤维25wt.%、环氧树脂67.5wt.%。这里,短碳纤维含量,按照复合材料的规律,应该是越高增强效果越好,然而含量高了以后短纤维的分散效果会变差,导致内部缺陷增多,对力学性能产生负面影响。并且会带来打印挤出困难、堵头等问题,因此最终采用的短碳纤维含量为25wt.%。

然后将盛好打印墨水的胶筒固定到3D-BioplotterTM(EnvisionTECGmbH,Germany)中,在打印机配套的模型软件中导入打印模型,完成切片,并在配套的控制软件中设置填充路径类型、打印速度、控制气压等参数。在粘好美纹纸的玻璃片上完成打印以后,将材料放入烘箱中,按照固化程序固化。固化完了以后从美纹纸上取下打印样品,经适当打磨抛光,即制得最终的测试样品。

打印墨水的流变表征是通过旋转流变仪HAKKEMARS2rheometer(ThermoScientific,Waltham,MA,USA)完成的。测试米用25mm平板,间隙设置为1mm。采用应力振荡扫描模式测试,选择在频率1Hz下,设置应力变化从0.1Pa到1000Pa,记录粘弹性特征;温度扫描,选择在1Hz下,设置应力为10Pa,温度范围从室温到160°C记录粘弹性特征。
准静态力学性能测试(拉伸)通过德国ZwickZ020万能试验机完成,相关测试参数参照ASTM相关标准设定。
动态力学分析仪(DMA,TAQ800),被用于表征材料随温度变化的动态力学性能,以及用于表征样品的形状记忆效应,二者均采用单悬臂梁测试模型。

采用微米CT(Xradia5IOVersa,Zeiss)观察打印件内部填料的分散,尤其是短碳纤维的取向情况。体像素分辨率设为0.5pm。

采用热重分析仪(TAQ500)表征材料热分解以及内部填料的含量。