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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 topic でで, the creation of inclined shape memory components が, the possibility of な new regulations on composite materials <e:1> 3Dプリ <e:1> ト technology FAAM (filler Added Additive Manufacturing) および, Youdaoplaceholder0 uses それをたガラス繊 dimensional shape memory ポリ gFR-SMp <s:1> to develop を purpose とする. Make annual は and 4, 繊 d cut off the line をった, after again ノズルから stable に繊 d を supply する method や, 繊 d へのマトリクス resin の immersion state が isn't very になる subject を center に improve にむけた beg を検おこなった. Specific には, now はスクリュ shaft center から supply している繊 supply method d のの検 again for や, containing leaching プロセスや mechanism with leaching の redesign である. Supply method まず, 繊 d と resin のとして, ダブルスクリュ institutions を new たに beg し検た. 2 this のスクリュをに juxtaposition and べその between にある tiny gap between に繊 d を supply することで, 従 to よりも containing leaching pressure high をめるとともに, containing leaching プロセスに to する long distance をくし, unseen fruit な contain leaching を refers した. Insufficient impregnation <s:1> improvement されるとと confirmation でたた. また, resin flow れにそって繊 d beginning が their flow により supply されていくようになることが a confirmed できた. しかし, interstitial で繊 around d がにブレがじ, クラッド material とコア material との between でムラが raw じることが confirm された. これについては, スクリューの gap between quantum を adjustment することや, スクリュ back to planning several を - more することにより pressure の adjustment をすることを beg す検る designated である. In the fourth year of the Reiwa era, プロセスに, <s:1>, <s:1> were involved in プロセスに, する検, に, く, <s:1>, を, た, た. Youdaoplaceholder0 たがって, the に experimental film of the 5th year of Reiwa による strength test と functional structure test evaluation 価を was determined by う.