德克萨斯州立大学圣采用聚酰胺6 /纳米石墨烯长丝的FDM 3D打印

德克萨斯州立大学圣采用聚酰胺6 /纳米石墨烯长丝的FDM 3D打印

据了解，德克萨斯州立大学圣马科斯分校的英格拉姆工程学院的研究人员近期发表了有关聚酰胺6纳米石墨烯复合材料的发现，在“ 不同退火温度下聚酰胺6 /纳米石墨烯细丝的熔融长丝制造的电气和机械性能 ”概述中，我们发现了有关使用特定材料而产生的与温度变化相关的静电荷耗散的更多信息。

纳米石墨烯颗粒可以降低电阻率并产生导电网络。这些复合材料还有望带来母体聚酰胺6的优势，为FDM 3D打印提供良好的机械性能-在这种情况下，使用Lulzbot TAZ 6 3D打印机即可，该研究小组之所以选择导电塑料，是因为与非导电塑料不同，它们可以充当电磁干扰（EMI）的屏蔽层。

Lulzbot TAZ 6打印机和打印的拉伸样品

导电塑料取决于材料的厚度，添加剂的分散性和添加剂的电导率。使用导电塑料而不是涂层的特点是EMI屏蔽是该部件不可或缺的，并且不能通过磨蚀去除。”研究人员解释说。

非导电聚合物也不能提供通常所需的静电放电（ESD）保护。例如，生产半导体或医疗设备的行业必须确保对敏感电子设备的保护。导电聚合物还可以用于制造能够减少电荷的此类设备的包装。聚乳酸（PLA）聚合物和氧化石墨烯（r-GO）均由于其导电性而适用于制造电气组件，例如电路板，从而使其能够在其他材料（如铜线）上得到改进。

多种纳米材料也用于制造能够消散静电荷的纳米复合材料，例如4 wt％PA12/炭黑纳米复合材料。这些材料也可以由足够耐用的聚酰胺与其他添加剂组合制成。石墨烯纳米片是另一种替代物，由扁平碳纳米片组成-具有良好的品质和更好的价格。

这项研究中的3D打印不是无缝的。尽管使用SLS有很多缺点，但研究团队仍然遇到打印质量问题，由于可用性，促使PA11更改为PA6。层间分离仍然存在，导致气穴和进一步的电阻率。由于这项研究中的发现，研究人员建议使用“安装在挤出机之前”的红外灯。局部加热可以证明对各层的粘合更有效。

之后，研究人员在纯净的PA6上分别以3wt％，5wt％和7wt％的NGP进行了拉伸试验，并在80°C，140°C和200°C的温度下退火。当添加NGP时，抗拉强度和弹性均下降-除了200°退火的试样外。

拉伸测试装置和测试样品

“ SEM用于验证在80°C退火但未退火的长丝样品的分散性和形态。通过使用双螺杆挤出，长丝在所有样品上显示出良好的分散性。不知道退火是否改变了形态，因为这不是在SEM图像中观察到的变化。一些标本不平坦。研究人员总结说：“可以研究加热曲线以减少翘曲。”

退火温度和N％重量百分比的极限拉伸强度

退火温度和N％重量百分比的弹性模量

复合材料的用途不断扩展，并且由于易于使用，价格适中和易于获得，FDM 3D打印已成为一种常见方法，从木质素生物复合材料到热塑性磁性材料，玻璃等等。

未退火和在80°C，140°C和200°C退火的拉力测试摘要FFF 3D打印PA6 / NGP