“研究人员验证了采用增材制造创建的最佳复合材料结构”

添加剂的制造要尽早用3d打印机构筑，使用聚合物从计算机辅助设计模型中制作固体物体。 使用的材料是纯聚合物。 最适合快速成型，但很少用作结构材料。

新一轮增材制造采用的聚合物复合材料从喷嘴挤出制成环氧树脂，但用短切碳纤维予以强化。 纤维就像水泥人行道上的钢筋一样使材料更坚固。 由此生成的物体比树脂本身更硬、更坚固。

最近伊利诺伊大学厄巴纳·香槟分校的研究旨在回答人们关注将树脂层中的碳纤维挤出的配置和模型会成为最硬的材料的问题。

john randros，航空航天工程系willett教授，u大学先进材料测试与判断实验室主任，与劳伦斯·利弗莫尔国立实验室的增材制造研究小组合作，直接测试了用墨水制作的复合材料部件的书写技巧。

碳纤维小，直径约7微米，长约500微米，lambros说。 使用显微镜更容易，但肉眼可以看到束。 大部分纤维排列在挤出的树脂中。 这就像是让纤维保持在适当位置的胶水。 劳伦斯·利弗莫尔集团提供了几个不同的结构和使用无嵌入光纤作为控制部件的部件。 一个零件已经在理论上与最大刚度进行了优化，但该小组希望得到决定优化工艺的实验验证。

lambros说，在等待实际添加制造的复合材料样品的时候，lambros和他的学生可以用plexiglas制作自己的假样品，开始进行模拟测试。

在这种情况下，要测试的形状是u形的夹子接头，是一个小的椭圆形板，有两个孔用于连接另外两个表面。 lambros实验室需要为每个样品的形状创建自己的加载夹具进行测试。

我们做了台灯，握把，所有的东西。 它们怎么画，摄像机怎么记录测试？ 等等，兰瑟说。 我们拿到真正的样本时，它们的形状不完全一样。 因为厚度和我们的树脂玻璃有点不同，我们制作了新的垫片，最终完成了。 从机械方面来说，我们必须非常慎重。 必须采用精度，以确保最终合格的附加制造部件正确完成。

我们建立了一个实验框架来验证短纤维增强复合材料的最佳模型。 lambros先生说。 当装载机张紧u形夹的关节板时，我们利用数字图像相关技术跟踪样品变形时拍摄的一系列数字图像的像素强度值的运动，从而测量了各样品表面的位移场。 随机散斑图案应用于样本表面，并用于以独特方式识别数字图像的子集以在变形中跟踪它们。

他们测试了对照样本和4种不同的配置。 包含被认为刚性最佳化的配置，并具有波状的纤维图案而不是沿着水平或垂直线的图案。

各样品的u型剪贴板有12层重叠。 为了优化弯曲的堆积线和它们之间的间隙，lambros说。 根据利莫尔集团的预测，设计上有差距。 因为不需要越来越多的材料来提供最高的刚性。 这就是我们测试的。 通过孔加载销，将各样品拉向断点，记录载荷量和位移。

他们预测的配置是最佳的，确实是最佳的。 最不理想的是对照样品，它只是树脂。 因为没有像你想的那样加入纤维。

据lambros所说，分解有一个前提，即这是全球最好的。 也就是说，这是为了刚性而确立的绝对最好的样本，没有比这更好的构筑模式了。

当然只测试了4种配置，但看起来经过优化的配置为0°； - 90和德格； 或±； 45度； 对齐，更一致或不稳定。 lambros先生说。 我们发现的感兴趣的事件是，优化后的样本也是最强的。 所以，看看哪里断了，这是最好的负荷。 从某种意义上说，这让我有点意外，因为他们没有优化这个功能。 事实上，优化后的样本也比其他样本轻一些，因此查看特定的负载会发现单位重量的故障负载相当高。 比那个强一点。 其他的。

lambros表示，未来可能会进行越来越多的测试，但目前他的团队成功地说明了可以验证优化添加剂复合材料的构建。

本文：《“研究人员验证了采用增材制造创建的最佳复合材料结构”》