2025年2月21日，東北大學(xué)宣布開發(fā)了一種新技術(shù)，無需使用膠粘劑，便可以通過熱熔接的方式即采用3D打印將金屬基底與碳纖維強(qiáng)化聚合物（CFRP）強(qiáng)力地連接起來。

在航空航天和汽車產(chǎn)業(yè)中，結(jié)合不同材料以實(shí)現(xiàn)部件的高性能和多功能化的多材料化趨勢日益明顯。因此如果可以在不使用膠粘劑的情況下將金屬與CFRP直接連接，將有助于降低制造成本并減少對環(huán)境的負(fù)擔(dān)。

開發(fā)過程

研究小組通過將加熱板集成到3D打印機(jī)的打印床上，采用短碳纖維與熱塑性樹脂聚酰胺-6（PA6）構(gòu)成的CFRP（短纖維CFRP）進(jìn)行3D打印后，采用熱熔接方式使其與鈦合金基底直接連接。由于可以在同一過程中對鈦合金基板上的短纖維CFRP進(jìn)行層疊成型并熱熔接，從而實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的連接。拉伸剪切試驗(yàn)顯示，最大拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)到27.3MPa。

3D打印結(jié)合碳纖維增強(qiáng)塑料與鈦合金的過程

此外，研究小組還確認(rèn)，通過將短纖維CFRP作為熔接層，可以在其上進(jìn)一步疊加由連續(xù)碳纖維和聚酰胺-6構(gòu)成的CFRP（連續(xù)纖維CFRP）。

隨著這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，今后可以在金屬基板上直接3D打印短纖維CFRP的同時(shí)，通過連續(xù)纖維CFRP對其表面進(jìn)行加固，從而實(shí)現(xiàn)航空航天、汽車等多個(gè)領(lǐng)域的CFRP應(yīng)用。接下來，研究小組將進(jìn)一步研究提高曲面基板連接和接合的耐久性等方面，以推動(dòng)這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

粉體圈 Coco編譯