隨著社會的不斷發(fā)展,質(zhì)地單一的材料已無法滿足人們對材料多方面性能的要求。用不同性能的基材進(jìn)行復(fù)合,充分發(fā)揮優(yōu)勢互補(bǔ),在不過多損害聚合物材料其他性能的同時,使其某些特定性能得到大幅度的提高,或者被賦予一些新的用途,從而進(jìn)一步拓寬高聚物材料的應(yīng)用領(lǐng)域,這已逐漸成為新材料發(fā)展的必然趨勢。
尼龍玻纖是一種白色粉末,與普通塑料相比,其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度有所增強(qiáng),熱變形溫度以及材料的模量有所提高,材料的熱變形性和收縮率減小,但表面變粗糙,沖擊強(qiáng)度略有降低。研究表明,在PA中加入30%的玻璃纖維,PA的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性能有明顯提高,耐疲勞強(qiáng)度則是未增強(qiáng)的2.5倍。
尼龍玻纖材料主要應(yīng)用于汽車、家電、電子消費(fèi)品領(lǐng)域。尼龍玻纖材料的成型工藝與未增強(qiáng)尼龍大致相同,但因熔體黏度上升,所以注射壓力和注射速度要適當(dāng)提高,機(jī)筒溫度提高10℃~40℃。在加工時,玻纖會沿熔體流動方向取向,從而增強(qiáng)了取向方向的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。圖2.2.3為尼龍玻纖快速成型制品。
在3D打印領(lǐng)域,玻纖的加入提高了尼龍的機(jī)械性能、耐磨性能、觸變性能、尺寸穩(wěn)定性能和抗熱變形性能,有效地改善了尼龍的可加工性,使其更吻合FDM的制作方式。但同時,玻纖的加入也增加了制品的表面粗糙度,對于制品的外觀產(chǎn)生不利影響。
隨著3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展,玻纖增強(qiáng)尼龍?jiān)?D打印領(lǐng)域的應(yīng)用也得到顯著的增加。玻纖不僅在一定程度上提高了尼龍的機(jī)械強(qiáng)度,更有效地改善了尼龍熱收縮率高和尺寸穩(wěn)定性差的缺陷,使其更加吻合作為3D打印材料的需要。
而且,由于尼龍玻纖具有強(qiáng)度高和韌度好等特點(diǎn),其最高成型尺寸可達(dá)400 mmX 400mm×450 mm,最高成型速度可達(dá)10 mm/h。接收3D數(shù)據(jù)后,任意復(fù)雜的模型即可在短短數(shù)小時內(nèi)一次成型,無須黏接,與傳統(tǒng)的切削方法相比,使用3D打印制備的尼龍玻纖制品可以大幅度縮短模型制作時間,降低制作成本。
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