德克薩斯州立大學(xué)圣采用聚酰胺6 /納米石墨烯長絲的FDM 3D打印
時(shí)間：2020-02-07 10:11 來源：南極熊 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
據(jù)了解，德克薩斯州立大學(xué)圣馬科斯分校的英格拉姆工程學(xué)院的研究人員最近發(fā)表了有關(guān)聚酰胺6納米石墨烯復(fù)合材料的發(fā)現(xiàn)，在“ 不同退火溫度下聚酰胺6
/納米石墨烯細(xì)絲的熔融長絲制造的電氣和機(jī)械性能 ”概述中，我們發(fā)現(xiàn)了有關(guān)使用特定材料而產(chǎn)生的與溫度變化相關(guān)的靜電荷耗散的更多信息。
納米石墨烯顆粒可以降低電阻率并產(chǎn)生導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。這些復(fù)合材料還有望帶來母體聚酰胺6的優(yōu)勢，為FDM 3D打印提供良好的機(jī)械性能-在這種情況下，使用Lulzbot TAZ 6 3D打印機(jī)即可，該研究小組之所以選擇導(dǎo)電塑料，是因?yàn)榕c非導(dǎo)電塑料不同，它們可以充當(dāng)電磁干擾（EMI）的屏蔽層。
導(dǎo)電塑料取決于材料的厚度，添加劑的分散性和添加劑的電導(dǎo)率。使用導(dǎo)電塑料而不是涂層的優(yōu)點(diǎn)是EMI屏蔽是該部件不可或缺的，并且不能通過磨蝕去除。”研究人員解釋說。
非導(dǎo)電聚合物也不能提供通常所需的靜電放電（ESD）保護(hù)。例如，生產(chǎn)半導(dǎo)體或醫(yī)療設(shè)備的行業(yè)必須確保對敏感電子設(shè)備的保護(hù)。導(dǎo)電聚合物還可以用于制造能夠減少電荷的此類設(shè)備的包裝。聚乳酸（PLA）聚合物和氧化石墨烯（r-GO）均由于其導(dǎo)電性而適用于制造電氣組件，例如電路板，從而使其能夠在其他材料（如銅線）上得到改進(jìn)。
多種納米材料也用于制造能夠消散靜電荷的納米復(fù)合材料，例如4 wt％PA12 /炭黑納米復(fù)合材料。這些材料也可以由足夠耐用的聚酰胺與其他添加劑組合制成。石墨烯納米片是另一種替代物，由扁平碳納米片組成-具有良好的品質(zhì)和更好的價(jià)格。
這項(xiàng)研究中的3D打印不是無縫的。盡管使用SLS有很多缺點(diǎn)，但研究團(tuán)隊(duì)仍然遇到打印質(zhì)量問題，由于可用性，促使PA11更改為PA6。層間分離仍然存在，導(dǎo)致氣穴和進(jìn)一步的電阻率。由于這項(xiàng)研究中的發(fā)現(xiàn)，研究人員建議使用“安裝在擠出機(jī)之前”的紅外燈。局部加熱可以證明對各層的粘合更有效。
最終，研究人員在純凈的PA6上分別以3wt％，5wt％和7wt％的NGP進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，并在80°C，140°C和200°C的溫度下退火。當(dāng)添加NGP時(shí)，抗拉強(qiáng)度和彈性均下降-除了200°退火的試樣外。
“ SEM用于驗(yàn)證在80°C退火但未退火的長絲樣品的分散性和形態(tài)。通過使用雙螺桿擠出，長絲在所有樣品上顯示出良好的分散性。不知道退火是否改變了形態(tài)，因?yàn)檫@不是在SEM圖像中觀察到的變化。一些標(biāo)本不平坦。研究人員總結(jié)說：“可以研究加熱曲線以減少翹曲。”
復(fù)合材料的用途不斷擴(kuò)展，并且由于易于使用，價(jià)格適中和易于獲得，F(xiàn)DM 3D打印已成為一種常見方法，從木質(zhì)素生物復(fù)合材料到熱塑性磁性材料，玻璃等等。
編譯：3dprint
納米石墨烯顆粒可以降低電阻率并產(chǎn)生導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。這些復(fù)合材料還有望帶來母體聚酰胺6的優(yōu)勢，為FDM 3D打印提供良好的機(jī)械性能-在這種情況下，使用Lulzbot TAZ 6 3D打印機(jī)即可，該研究小組之所以選擇導(dǎo)電塑料，是因?yàn)榕c非導(dǎo)電塑料不同，它們可以充當(dāng)電磁干擾（EMI）的屏蔽層。
Lulzbot TAZ 6打印機(jī)和打印的拉伸樣品
導(dǎo)電塑料取決于材料的厚度，添加劑的分散性和添加劑的電導(dǎo)率。使用導(dǎo)電塑料而不是涂層的優(yōu)點(diǎn)是EMI屏蔽是該部件不可或缺的，并且不能通過磨蝕去除。”研究人員解釋說。
非導(dǎo)電聚合物也不能提供通常所需的靜電放電（ESD）保護(hù)。例如，生產(chǎn)半導(dǎo)體或醫(yī)療設(shè)備的行業(yè)必須確保對敏感電子設(shè)備的保護(hù)。導(dǎo)電聚合物還可以用于制造能夠減少電荷的此類設(shè)備的包裝。聚乳酸（PLA）聚合物和氧化石墨烯（r-GO）均由于其導(dǎo)電性而適用于制造電氣組件，例如電路板，從而使其能夠在其他材料（如銅線）上得到改進(jìn)。
多種納米材料也用于制造能夠消散靜電荷的納米復(fù)合材料，例如4 wt％PA12 /炭黑納米復(fù)合材料。這些材料也可以由足夠耐用的聚酰胺與其他添加劑組合制成。石墨烯納米片是另一種替代物，由扁平碳納米片組成-具有良好的品質(zhì)和更好的價(jià)格。
這項(xiàng)研究中的3D打印不是無縫的。盡管使用SLS有很多缺點(diǎn)，但研究團(tuán)隊(duì)仍然遇到打印質(zhì)量問題，由于可用性，促使PA11更改為PA6。層間分離仍然存在，導(dǎo)致氣穴和進(jìn)一步的電阻率。由于這項(xiàng)研究中的發(fā)現(xiàn)，研究人員建議使用“安裝在擠出機(jī)之前”的紅外燈。局部加熱可以證明對各層的粘合更有效。
最終，研究人員在純凈的PA6上分別以3wt％，5wt％和7wt％的NGP進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，并在80°C，140°C和200°C的溫度下退火。當(dāng)添加NGP時(shí)，抗拉強(qiáng)度和彈性均下降-除了200°退火的試樣外。
拉伸測試裝置和測試樣品。
“ SEM用于驗(yàn)證在80°C退火但未退火的長絲樣品的分散性和形態(tài)。通過使用雙螺桿擠出，長絲在所有樣品上顯示出良好的分散性。不知道退火是否改變了形態(tài)，因?yàn)檫@不是在SEM圖像中觀察到的變化。一些標(biāo)本不平坦。研究人員總結(jié)說：“可以研究加熱曲線以減少翹曲。”
退火溫度和N％重量百分比的極限拉伸強(qiáng)度。
退火溫度和N％重量百分比的彈性模量。
復(fù)合材料的用途不斷擴(kuò)展，并且由于易于使用，價(jià)格適中和易于獲得，F(xiàn)DM 3D打印已成為一種常見方法，從木質(zhì)素生物復(fù)合材料到熱塑性磁性材料，玻璃等等。
未退火和在80°C，140°C和200°C退火的拉力測試摘要FFF 3D打印PA6 / NGP。
編譯：3dprint
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