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在3D打印技术中,熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)因其设备简单、工艺洁净、运行成本低等优点,是应用最普遍的一类快速成形方法。PA12因为具有良好的热力学性能及较合适的熔融粘度,成为目前应用最为广泛的FDM成型材料之一。由于成型工艺限制,PA12 FDM成型件内部,尤其是层间还会存在一定的孔洞,造成其力学性能一般低于注塑制品;同时由于热膨胀系数较高,PA12在FDM打印中容易发生翘曲,成型件尺寸精度还需提升。本论文选用海泡石族矿物纤维(海泡石与凹凸棒石)为改性剂,利用其表面存在羟基(Si-OH)可与PA12中羰基形成氢键来提升填料和基体之间的界面黏合,实现矿物纤维在基体中的均匀分散,优化复合材料的机械、热膨胀等性能;并通过打印方向、速度、温度等关键工艺参数的调控,引导矿物纤维在基体中的取向,进一步优化PA12复合材料打印件综合性能。本文的研究成果主要涵盖如下三个方面:(1)采用双螺杆混合工艺,通过挤出温度、速度的优化,分别实现微米级海泡石纤维(SEP)和纳米级凹凸棒石纤维(ATP)在PA12基体中的均一分散。并通过合理调控耗材挤出系统的工艺参数,成功制备出不同掺杂比例的PA12/SEP和PA12/ATP复合材料FDM丝材,使其能够通过FDM打印机顺利打印。(2)拉伸、弯曲、DMA和热膨胀测试结果表明适量SEP的添加能明显提升PA12 FDM打印件的综合力学性能和成型精度,同时优化耐温性。对PA12/SEP FDM打印件的微观形貌进行观察,发现SEP存在明显的打印取向行为。SEP的添加量为10 wt%时,PA12/SEP FDM打印样件的综合性能达到最佳,其拉伸强度和拉伸模量分别为PA12的132%和175%,弯曲模量和弯曲强度为PA12的186%和160%,同时复合材料的热膨胀系数明显降低,成型件尺寸精度明显提升。(3)和SEP一样,ATP的添加能显著提升PA12 FDM打印件的综合力学性能和成型精度。同时PA12/ATP FDM成型过程中也存在明显的打印取向行为。ATP的添加量为15 wt%时,PA12/ATP FDM打印样件的综合性能达到最佳。与SEP相比,ATP由于具有纳米尺度纤维属性,其对PA12复合材料FDM打印件的拉伸性能和弯曲性能的提升更明显,且对复合材料的玻璃化温度改变更小,对热膨胀系数的降低更显著。