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Development of functionally graded 4D printing method for glass fiber reinforced shape memory composites

玻璃纤维增强形状记忆复合材料功能梯度4D打印方法的开发

基本信息

批准号：
20K14630
负责人：
酒井康徳
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では，傾斜形状記憶部品の創成が可能な新規複合材料の3Dプリント技術FAAM（Fillament Added Additive Manufacturing）の確立および，それを用いたガラス繊維形状記憶ポリマGFR‐SMPの開発を目的とする．令和４年度は，繊維切断を行った後，再度ノズルから安定的に繊維を供給する方法や，繊維へのマトリクス樹脂の含浸状態が不十分になる課題を中心に改善にむけた検討をおこなった．具体的には，現在はスクリュ軸中心から供給している繊維の供給方法の再検討や，含浸プロセスや含浸機構の再設計である．まず，繊維と樹脂の供給方法として，ダブルスクリュ機構を新たに検討した．2本のスクリュを並列に並べ，その間にある微小隙間に繊維を供給することで，従来よりも含浸圧力を高めるとともに，含浸プロセスに要する距離を長くし，効果的な含浸を目指した．含浸不足は改善されることは確認できた．また，樹脂流れにそって繊維始端が自己流動により供給されていくようになることが一部確認できた．しかし，隙間内で繊維が左右にブレが生じ，クラッド材とコア材との間でムラが生じることが確認された．これについては，スクリュー間の隙間量を調整することや，スクリュ回転数を変更することにより圧力の調整をすることを検討する予定である．令和4年度は，この含浸プロセスに関する検討に多くの時間を割いた．したがって，令和5年度に試験片による強度試験と機能性構造物の試作評価を行う予定である．

This research aims to establish a new 3D technology FAAM (Fillament Added Additive Manufacturing) for the development of inclined shape memory components. In the fourth year of this year, after cutting off the resin, we once again used the method of stable resin supply to improve the resin impregnation state. Specifically, the re-examination of the supply method of the impregnation mechanism and the re-design of the impregnation mechanism are discussed. The resin supply method is characterized in that the resin supply mechanism is novel, and the resin supply method is characterized in that the resin supply method is novel, the resin supply method is characterized in that the resin supply method is novel, the resin supply method is novel in that the resin supply method is novel, the resin supply method is novel in that the resin supply method is novel, the resin supply method is novel, Immersion deficiency is an improvement. The resin flow starts from the beginning of the flow, and the supply starts from the beginning of the flow. In the gap, the left and right sides of the gap are separated, and the right and left sides of the gap are separated. The amount of clearance between the rings is adjusted. The number of rings is adjusted. The pressure is adjusted. In the fourth year of this year, we will discuss how many times we should cut off the time for this kind of immersion. The strength test of the test piece and the test evaluation of the functional structure are scheduled.