Исследователи из Китая изучают преимущества полимеров с памятью формы (SMP) с добавлением сырья в виде непрерывного углеродного волокна (CCF). SMP сегодня являются «горячей точкой в ​​академических исследованиях», поскольку ученые все больше увлекаются материалами, которые могут деформироваться и возвращаться к своему естественному состоянию в соответствии с определенными условиями. Также продолжается «разбавление» SMP, особенно с использованием таких материалов, как углеродные волокна, для преодоления трудностей, связанных с прочностью и жесткостью.

В исследовании использовались непрерывные углеродные волокна, как более эффективные. Однако процесс формования таких волокон очень трудоемкий, поэтому решение нашлось в FDM 3D печати. Для этого использовался специальный 3D принтер. «Композитный 3D принтер состоял в основном из подвижной платформы, печатающего сопла, механизма подачи волокна и системы управления», — комментируют исследователи. «По сравнению с обычными принтерами сопло этого принтера может одновременно подавать смолу и волокно из двух каналов и выдавливать их из одной и той же насадки».

При использовании ортогонального экспериментального дизайна авторы изучали такие влияния условий, как: температура и скорость печати, угол сгиба и укладки. Ключевым фактором является угол наклона углеродных волокон. Поскольку при изменении угла наслоения, происходило изменение прочности на растяжение и модуля упругости образцов, демонстрируя натяжение вдоль волокон при 0 градусах, при 90 градусах наблюдались проблемы с адгезией. Исследование также показало, что механические свойства были более подходящими при температуре около 200° С, а чрезмерная скорость печати влияла на «пропитку» волокон и смолы.

«Быстрое производство композитов из углеродного волокна с памятью формы имеет потенциальное применение в аэрокосмической отрасли», — заключили исследователи.