研究人员使用FFF 3D打印高性能抗屈曲面板

    意大利马尔什理工大学的 研究人员 使用熔融长丝制造 技术 3D打印了一组等斜面板（一种抗屈曲结构）。 然后，对碳纤维增强聚酰胺面板进行许多轴向压缩载荷测试，并研究了其几何参数对其结构完整性的影响。

航空航天中的Isogrid板

    等距板具有部分挖空的格子结构，其特征在于等边三角形的网格状几何形状。 它们用于加固和加固承受高轴向载荷的其他结构，以防止它们弯曲。 在航空航天中，通常在推进剂罐，有效载荷护罩和其他压力容器周围发现等斜板，以防止其破裂。

    最初，异戊二烯由铝制成，但是材料科学和自动纤维铺放技术的进步使其可以用复合材料制造，这更适合于航空航天应用的苛刻条件。 研究人员援引了许多几何参数，这些参数可有助于等斜面板的有效性，包括肋骨厚度，肋骨宽度和细胞高度。

碳纤维增强聚酰胺

    研究人员的目标是测试3D打印是否适合该应用程序，同时评估几何参数的定量影响。 该团队使用了高性能的 Roboze One + 400 3D打印机来制造isogrid面板。 使用的材料是CarbonPA，由80％的聚酰胺和20％的短碳纤维组成。 面板的填充密度为100％，使它们具有典型铝合金的机械强度。

    与等边三角形一样，研究小组将肋骨的方向定为 60°和120°。 每个面板的肋条宽度恒定为4mm，但肋条厚度和单元高度不同，以隔离这两个参数的影响。 使用液压测试机将面板压缩至断裂点，并记录轴向力和位移。

    研究小组确定每个面板的主要失效机制是整体屈曲扩展到整个结构。 这是由于结构的相对薄度大于单个肋的薄度。 直至屈曲点的最大压缩载荷随着肋骨厚度的增加而增加，但随着单元格高度的减小而减小。 结果表明，3D打印可用于制造复合等斜面板，所得结构可用于评估单个几何参数，从而进一步推动了抗屈曲结构领域的研究。

    材料科学家和机械工程师对承重部件的抗压强度非常感兴趣，尤其是在涉及工业应用时。 罗马尼亚的研究人员最近 发布了一项研究，研究 3D打印的中空PLA球在轴向压缩下的力学行为 。 与本研究非常相似，对多个球体的参数进行了单独测试，以确定它们对零件强度的影响。 在斯洛伐克的其他地方，研究人员 通过用碳纤维和膨胀的石墨添加剂增强 PETG长丝的强度来提高其强度 。