3D打印连续碳纤维/聚醚酮酮复合材料工艺及其性能调控

来源：复合材料学报杂志2023年第9期北京时间：

作者：周子彦, 范天翔, 张慧颖, 吴杰, 陈烨, 王华平,

摘要：以高热性能热塑性树脂—聚醚酮酮(PEKK)为基体与连续碳纤维(CCF)进行原位浸渍3D打印，制备连续碳纤维/聚醚酮酮复合材料(CCF/PEKK)，并系统研究了3D打印工艺参数中分层厚度、流量比、打印温度及成型方向对复合材料内部结构、基体结晶、表面质量及力学性能等方面的影响。通过扫描电子显微镜观察3D打印CCF/PEKK的微观结构，采用X射线衍射分析复合材料中基体的结晶性能，使用超景深显微镜观察分析3D打印CCF/PEKK的表面形貌，同时对复合材料进行弯曲性能和层间剪切性能测试。结果显示：当分层厚度为0.2 mm、流量比为85%、打印温度为395℃，并使用水平成型方向时，3D打印CCF/PEKK复合材料的综合性能最优，其中弯曲强度达302.0 MPa，层间剪切强度达24.1 MPa。CCF/PEKK的弯曲强度较3D打印纯PEKK提升194%，层间剪切强度较工艺调控前提升113%。表明在未使用任何附加优化手段的情况下，3D打印CCF/PEKK具备制造复杂结构工程零部件的潜力。

关键词：3D打印, 连续碳纤维, 聚醚酮酮, 弯曲性能, 层间剪切,