连续碳纤维3D打印圆形增强蜂窝的面内压缩性能

作者：孟云聪; 周光明^*; 蔡登安

来源：复合材料学报, 2023, 1-13.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230721.001

• 圆形蜂窝
• 面内压缩
• 连续纤维
• 路径规划
• 3D打印
• 复合材料

为提高圆形蜂窝(CH)的抗压缩性能和吸能性能，以CH结构为基础，在横向和竖向上增设树叶形支撑，提出了单向增强圆形蜂窝(SEH)和双向增强圆形蜂窝(DEH)两种改进型蜂窝。以碳纤维(CF)作为增强体，聚乳酸(PLA)为基体，使用连续纤维3D打印技术制造了试验件，并规划结构内部CF的成型路径，同时设置PLA对照组。通过准静态压缩试验研究各蜂窝的面内压缩性能、吸能特性和结构的变形失效模式。结果表明，CF增强后的DEH-CF相较CH-CF在比吸能上提升168%。CH、SEH和DEH在采用CF增强后，比吸能相比PLA对照组分别提高43%、63%和162%，平均压缩力分别提高52%、62%和96%。研究发现，CF增强结构内部的纤维路径规划会影响结构的刚度和变形行为，采用“支撑一体化成型”路径的DEH-CF在压缩时，其结构动态泊松比保持在PLA对照组35%以下。

• 单位
  南京航空航天大学