High-performance and geometrically complex parts via co-extrusion additive manufacturing of multi-scale continuous carbon fiber-reinforced thermoplastic composites
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Continuous Fiber-Reinforced Polymer Additive Manufacturing (CFRP-AM) often aims to significantly improve the mechanical properties of 3D printed parts. In this paper, we develop a CFRP-AM infrastructure able to print continuous carbon fiber-reinforced polylactic acid (PLA-SCCF) via co-extrusion (i.e., extrusion-based in-situ combination of the thermoplastic matrix and the continuous fibers reinforcement). This infrastructure uses a 6-axis robot to move a co-extrusion printhead over a heated printing bed, and is controlled using a custom-made slicing process. A curved thin-walled vase and a multi-material sandwich panel are made in a single manufacturing step to demonstrate the capabilities of the proposed infrastructure. Their geometrical fidelity is measured and their deviations from the reference model are both < 1%. Micro-computerized tomography scans ( μ CT) are performed to evaluate the micro and meso-structure of printed composite flat beams. Continuous fibers represent ∼ 44 vol.% ( ∼ 58 wt.%) of the composite while voids and porosities represent 0.4 vol.% and 7.9 vol.%, respectively. The ultimate tensile strength (UTS) and stiffness along the principal direction ( E 1 ) are tested for unidirectional flat beams and measured at 854 MPa and 29.5 GPa, representing 16 × and 6.4 × increases when compared to a part reinforced with ∼ 3.4 vol.% ( ∼ 4.5 wt.%) short carbon fibers only, of an average aspect ratio of ∼ 21. The developed co-extrusion CFRP-AM infrastructure could find applications in load-bearing applications where complex part geometries are a requirement, such as the automotive and aerospace industries.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle