纤维增强树脂基复合材料增材制造技术.pdfVIP

纤维增强树脂基复合材料增材制造技术

一、概述

纤维增强树脂基复合材料（FiberReinforcedPolymer，FRP）是由

纤维和树脂组成的一种新型材料。它具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐

疲劳等优点，在航空、航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。而

增材制造技术（AdditiveManufacturing，AM）则是近年来快速发

展起来的一种新型生产方式，它可以通过逐层堆叠材料的方式直接制

造出所需产品。本文将介绍纤维增强树脂基复合材料的增材制造技术。

二、纤维增强树脂基复合材料

1.纤维

纤维是构成FRP的重要组成部分，主要包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶

纤维等。其中，碳纤维具有高强度、高模量和低密度等优点，但价格

较高；玻璃纤维则价格相对较低，但强度和模量较低。芳纶纤维则具

有良好的耐化学性能和耐高温性能。

2.树脂

树脂是FRP的另一个重要组成部分，主要包括环氧树脂、酚醛树脂、

聚酰亚胺树脂等。其中，环氧树脂具有良好的粘结性能和耐热性能，

被广泛应用于航空、航天等领域；酚醛树脂则具有良好的耐化学性能

和耐高温性能；聚酰亚胺树脂则具有优异的力学性能和耐高温性能。

3.制造工艺

FRP的制造工艺主要包括手工层叠法、自动化层叠法和增材制造技术

等。其中，增材制造技术是一种新型生产方式，它可以通过逐层堆叠

材料的方式直接制造出所需产品。

三、增材制造技术

1.概述

增材制造技术是一种新型生产方式，它可以通过逐层堆叠材料的方式

直接制造出所需产品。与传统加工方式相比，增材制造技术具有快速、

高效、灵活等优点，在航空、航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应

用。

2.增材制造技术的分类

增材制造技术主要包括激光烧结成型（SelectiveLaserSintering，

SLS）、激光熔化成型（SelectiveLaserMelting，SLM）、电子束成

型（ElectronBeamMelting，EBM）和喷墨打印成型等。其中，激

光烧结成型和激光熔化成型是目前应用最广泛的两种增材制造技术。

3.纤维增强树脂基复合材料的增材制造技术

纤维增强树脂基复合材料的增材制造技术主要包括SLS和SLM两种方

式。在SLS中，通过使用激光束将粉末层逐层烧结，形成所需产品；

在SLM中，则是通过使用激光束将粉末层逐层熔化，并与前一层相接，

形成所需产品。这两种方式都可以实现对纤维和树脂的控制，从而实

现对FRP性能的控制。

四、纤维增强树脂基复合材料增材制造技术的优点

1.精度高

增材制造技术可以实现对产品的高精度制造，从而保证了产品的质量

和性能。

2.生产效率高

增材制造技术可以实现对产品的快速制造，从而提高了生产效率。

3.灵活性强

增材制造技术可以根据不同需求进行灵活调整，从而满足不同用户的

需求。

五、纤维增强树脂基复合材料增材制造技术在航空领域的应用

纤维增强树脂基复合材料增材制造技术在航空领域得到了广泛应用。

例如，在飞机结构中使用碳纤维和环氧树脂组成的FRP，可以实现结

构轻量化，从而提高飞机的燃油效率；在发动机叶片中使用芳纶纤维

和聚酰亚胺树脂组成的FRP，则可以实现发动机温度更高、效率更高。

六、总结

纤维增强树脂基复合材料是一种新型材料，在航空、航天、汽车、建

筑等领域得到了广泛应用。而增材制造技术则是一种新型生产方式，

可以实现对纤维和树脂的控制，从而实现对FRP性能的控制。纤维增

强树脂基复合材料增材制造技术具有精度高、生产效率高、灵活性强

等优点，在航空领域得到了广泛应用。