德克薩斯州立大學圣采用聚酰胺6 /納米石墨烯長絲的FDM 3D打印
時間：2020-02-07 10:11 來源：南極熊 作者：中國3D打印網 閱讀：253次
據了解，德克薩斯州立大學圣馬科斯分校的英格拉姆工程學院的研究人員最近發表了有關聚酰胺6納米石墨烯復合材料的發現，在“ 不同退火溫度下聚酰胺6
/納米石墨烯細絲的熔融長絲制造的電氣和機械性能 ”概述中，我們發現了有關使用特定材料而產生的與溫度變化相關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生導電網絡。這些復合材料還有望帶來母體聚酰胺6的優勢，為FDM 3D打印提供良好的機械性能-在這種情況下，使用Lulzbot TAZ 6 3D打印機即可，該研究小組之所以選擇導電塑料，是因為與非導電塑料不同，它們可以充當電磁干擾（EMI）的屏蔽層。
導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率。使用導電塑料而不是涂層的優點是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。
非導電聚合物也不能提供通常所需的靜電放電（ESD）保護。例如，生產半導體或醫療設備的行業必須確保對敏感電子設備的保護。導電聚合物還可以用于制造能夠減少電荷的此類設備的包裝。聚乳酸（PLA）聚合物和氧化石墨烯（r-GO）均由于其導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。
多種納米材料也用于制造能夠消散靜電荷的納米復合材料，例如4 wt％PA12 /炭黑納米復合材料。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-具有良好的品質和更好的價格。
這項研究中的3D打印不是無縫的。盡管使用SLS有很多缺點，但研究團隊仍然遇到打印質量問題，由于可用性，促使PA11更改為PA6。層間分離仍然存在，導致氣穴和進一步的電阻率。由于這項研究中的發現，研究人員建議使用“安裝在擠出機之前”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進行了拉伸試驗，并在80°C，140°C和200°C的溫度下退火。當添加NGP時，抗拉強度和彈性均下降-除了200°退火的試樣外。
“ SEM用于驗證在80°C退火但未退火的長絲樣品的分散性和形態。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，因為這不是在SEM圖像中觀察到的變化。一些標本不平坦。研究人員總結說：“可以研究加熱曲線以減少翹曲。”
復合材料的用途不斷擴展，并且由于易于使用，價格適中和易于獲得，FDM 3D打印已成為一種常見方法，從木質素生物復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生導電網絡。這些復合材料還有望帶來母體聚酰胺6的優勢，為FDM 3D打印提供良好的機械性能-在這種情況下，使用Lulzbot TAZ 6 3D打印機即可，該研究小組之所以選擇導電塑料，是因為與非導電塑料不同，它們可以充當電磁干擾（EMI）的屏蔽層。
Lulzbot TAZ 6打印機和打印的拉伸樣品
導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率。使用導電塑料而不是涂層的優點是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。
非導電聚合物也不能提供通常所需的靜電放電（ESD）保護。例如，生產半導體或醫療設備的行業必須確保對敏感電子設備的保護。導電聚合物還可以用于制造能夠減少電荷的此類設備的包裝。聚乳酸（PLA）聚合物和氧化石墨烯（r-GO）均由于其導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。
多種納米材料也用于制造能夠消散靜電荷的納米復合材料，例如4 wt％PA12 /炭黑納米復合材料。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-具有良好的品質和更好的價格。
這項研究中的3D打印不是無縫的。盡管使用SLS有很多缺點，但研究團隊仍然遇到打印質量問題，由于可用性，促使PA11更改為PA6。層間分離仍然存在，導致氣穴和進一步的電阻率。由于這項研究中的發現，研究人員建議使用“安裝在擠出機之前”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進行了拉伸試驗，并在80°C，140°C和200°C的溫度下退火。當添加NGP時，抗拉強度和彈性均下降-除了200°退火的試樣外。
拉伸測試裝置和測試樣品。
“ SEM用于驗證在80°C退火但未退火的長絲樣品的分散性和形態。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，因為這不是在SEM圖像中觀察到的變化。一些標本不平坦。研究人員總結說：“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度。
退火溫度和N％重量百分比的彈性模量。
復合材料的用途不斷擴展，并且由于易于使用，價格適中和易于獲得，FDM 3D打印已成為一種常見方法，從木質素生物復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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