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4D打印结构参数对负泊松比蜂窝结构PLA材料形状记忆性能的影响
1
作者
张宪超
刘少岗
+2 位作者
王鹏飞
王心悦
邱丹丹
《工程塑料应用》
北大核心
2025年第6期96-102,共7页
随着3D打印技术和智能材料的完善,使得4D打印技术快速发展。采用熔融沉积成型(FDM)技术制备聚乳酸(PLA)和碳纤维增强聚乳酸复合材料(CF/PLA)负泊松比蜂窝结构工件,利用材料的热响应机制,使用模具对工件施加弯曲变形,然后通过改变结构单...
随着3D打印技术和智能材料的完善,使得4D打印技术快速发展。采用熔融沉积成型(FDM)技术制备聚乳酸(PLA)和碳纤维增强聚乳酸复合材料(CF/PLA)负泊松比蜂窝结构工件,利用材料的热响应机制,使用模具对工件施加弯曲变形,然后通过改变结构单元的个数奇偶性排列、壁厚尺寸、角度以及工件弯曲变形程度,探索结构参数对工件形状记忆性能的影响规律,并进一步建立起结构参数与负泊松比蜂窝结构相对密度的关系,进而揭示负泊松比变化对工件4D形状记忆性能的影响规律。结果表明,结构单元奇偶个数的不同会导致弯曲变形点位置不同,进而导致形状记忆性能发生变化,当弯曲变形发生在负泊松比结构长边时,工件的形状恢复率较高,形状恢复速度较快;随着结构单元壁厚的增加,结构相对密度增大,负泊松比减小,导致工件形状恢复率降低,形状恢复时间也相应地延长;随着结构单元角度增加,工件的形状恢复率变化范围较小,但由于结构相对密度减小,负泊松比增大,形状恢复率依然表现出升高的趋势,形状恢复时间缩短;弯曲变形程度增大,导致工件形状恢复率降低,形状恢复所用时间增加。保持各结构参数不变的情况下,PLA的形状恢复率相较于CF/PLA更高,但形状恢复时间更长。
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关键词
4D打印
负泊松比
聚乳酸
碳纤维增强聚乳酸复合材料
形状
恢复
率
形状恢复时间
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职称材料
4D打印工艺参数对聚乳酸形状记忆特性的影响
被引量：
3
2
作者
刘少岗
李日中
+1 位作者
王心悦
邱丹丹
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期51-56,62,共7页
4D打印的快速发展拓宽了形状记忆聚合物(SMPs)的应用领域。聚乳酸(PLA)作为一种形状记忆聚合物,凭借其显著的形状记忆特性广泛应用于4D打印。但目前对于PLA形状记忆聚合物打印时工艺参数与形状记忆特性之间的联系还并没有很好地建立起...
4D打印的快速发展拓宽了形状记忆聚合物(SMPs)的应用领域。聚乳酸(PLA)作为一种形状记忆聚合物,凭借其显著的形状记忆特性广泛应用于4D打印。但目前对于PLA形状记忆聚合物打印时工艺参数与形状记忆特性之间的联系还并没有很好地建立起来。通过4D打印技术分析了顶层与底层数、填充率、模型厚度、模型弯曲程度、模型打印方向和赋形温度对PLA模型形状记忆特性的影响,为有效得到各参数对PLA模型形状记忆特性的影响规律,对4D打印完成后的模型进行形状弯曲恢复实验,模型的形状恢复率与形状恢复时间作为影响的评价标准。结果表明,顶层与底层数、填充率的增加均提升了PLA模型的形状恢复率,模型厚度的增加使得恢复率呈现先上升后下降的趋势,弯曲程度的增大会降低模型形状恢复率,侧式打印的模型恢复程度最好,赋形温度的改变也会影响模型形状记忆特性;从恢复时间来看,顶层与底层数、填充率的增加均会延长形状恢复时间,模型厚度与模型弯曲程度的增加也会延长形状恢复时间,平式打印的恢复时间最短,而赋形温度的变化对恢复时间影响不大。
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关键词
聚乳酸
4D打印
形状
记忆聚合物
形状
恢复
率
形状恢复时间
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职称材料
题名
4D打印结构参数对负泊松比蜂窝结构PLA材料形状记忆性能的影响
1
作者
张宪超
刘少岗
王鹏飞
王心悦
邱丹丹
机构
天津科技大学机械工程学院
出处
《工程塑料应用》
北大核心
2025年第6期96-102,共7页
基金
天津市自然科学基金项目(18JCQNJC05200,23JCYBJC00900)。
文摘
随着3D打印技术和智能材料的完善,使得4D打印技术快速发展。采用熔融沉积成型(FDM)技术制备聚乳酸(PLA)和碳纤维增强聚乳酸复合材料(CF/PLA)负泊松比蜂窝结构工件,利用材料的热响应机制,使用模具对工件施加弯曲变形,然后通过改变结构单元的个数奇偶性排列、壁厚尺寸、角度以及工件弯曲变形程度,探索结构参数对工件形状记忆性能的影响规律,并进一步建立起结构参数与负泊松比蜂窝结构相对密度的关系,进而揭示负泊松比变化对工件4D形状记忆性能的影响规律。结果表明,结构单元奇偶个数的不同会导致弯曲变形点位置不同,进而导致形状记忆性能发生变化,当弯曲变形发生在负泊松比结构长边时,工件的形状恢复率较高,形状恢复速度较快;随着结构单元壁厚的增加,结构相对密度增大,负泊松比减小,导致工件形状恢复率降低,形状恢复时间也相应地延长;随着结构单元角度增加,工件的形状恢复率变化范围较小,但由于结构相对密度减小,负泊松比增大,形状恢复率依然表现出升高的趋势,形状恢复时间缩短;弯曲变形程度增大,导致工件形状恢复率降低,形状恢复所用时间增加。保持各结构参数不变的情况下,PLA的形状恢复率相较于CF/PLA更高,但形状恢复时间更长。
关键词
4D打印
负泊松比
聚乳酸
碳纤维增强聚乳酸复合材料
形状
恢复
率
形状恢复时间
Keywords
4D printing
negative Poisson’s ratio
polylactic acid
carbon fiber reinforced polylactic acid composite
shape recovery rate
shape recovery time
分类号
TQ322.3 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
4D打印工艺参数对聚乳酸形状记忆特性的影响
被引量：
3
2
作者
刘少岗
李日中
王心悦
邱丹丹
机构
天津科技大学机械工程学院
出处
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期51-56,62,共7页
基金
天津市自然科学基金项目(18JCQNJC05200)。
文摘
4D打印的快速发展拓宽了形状记忆聚合物(SMPs)的应用领域。聚乳酸(PLA)作为一种形状记忆聚合物,凭借其显著的形状记忆特性广泛应用于4D打印。但目前对于PLA形状记忆聚合物打印时工艺参数与形状记忆特性之间的联系还并没有很好地建立起来。通过4D打印技术分析了顶层与底层数、填充率、模型厚度、模型弯曲程度、模型打印方向和赋形温度对PLA模型形状记忆特性的影响,为有效得到各参数对PLA模型形状记忆特性的影响规律,对4D打印完成后的模型进行形状弯曲恢复实验,模型的形状恢复率与形状恢复时间作为影响的评价标准。结果表明,顶层与底层数、填充率的增加均提升了PLA模型的形状恢复率,模型厚度的增加使得恢复率呈现先上升后下降的趋势,弯曲程度的增大会降低模型形状恢复率,侧式打印的模型恢复程度最好,赋形温度的改变也会影响模型形状记忆特性;从恢复时间来看,顶层与底层数、填充率的增加均会延长形状恢复时间,模型厚度与模型弯曲程度的增加也会延长形状恢复时间,平式打印的恢复时间最短,而赋形温度的变化对恢复时间影响不大。
关键词
聚乳酸
4D打印
形状
记忆聚合物
形状
恢复
率
形状恢复时间
Keywords
polylactic acid
4D printing
shape memory polymer
shape recovery rate
shape recovery time
分类号
TQ322.3 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
4D打印结构参数对负泊松比蜂窝结构PLA材料形状记忆性能的影响
张宪超
刘少岗
王鹏飞
王心悦
邱丹丹
《工程塑料应用》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
4D打印工艺参数对聚乳酸形状记忆特性的影响
刘少岗
李日中
王心悦
邱丹丹
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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