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3D打印技术由于低成本、高效率和环保等优点,目前一些厂商已经应用在汽车零部件开发中。但是材料性能较差价格较高成为了3D打印的进一步发展和应用的瓶颈。为此本文面向FDM开发了PLA/KBF和PLA-PCL/KBF两种环保型复合材料,并对两种复合材料进行了评价,而后基于FDM应用制备的长丝研究了圆形、六边形、内凹六边形蜂窝的面内压缩行为,并对负泊松比蜂窝的胞元结构变化进行了模拟预测。论文的主要内容如下:(1)试验探究了PLA/KBF复合丝材的纤维分布、含量、长度以及纤维种类对该复合材料的影响。研究发现3D打印与热压模塑PLA/KBF样品的力学性能接近。同时试验结果表明,3D打印复合样条的机械性能与纤维长度、含量不呈正相关性。其中,纤维平均长度300微米,含量10%-20%的复合丝材打印样品力学性能表现较好。通过与PLA/CF 3D打印样品相比,PLA/KBF具有与PLA/CF相当的拉伸性能和弯曲性能,可以作为PLA/CF的经济替代品。(2)进一步地,通过对PLA/KBF复合材料添加PCL进行增韧,开发制备了PLA-PCL/KBF复合打印线材。DSC发现加入PCL后PLA的结晶度(X_c)升高。DMA和流变分析表明PCL的加入使得PLA-PCL/KBF复合材料的发生交联网状结构使得基体和纤维之间存在更有效的应力转移,且复合长丝的流动性能有所提升。力学试验及SEM表明PCL的引入使得3D打印样品的韧性明显提高,纤维与基体界面粘合性得到极大改善。(3)通过探究圆形蜂窝的层间形貌和面内压缩行为,优化得出得出PLA-PCL30/KBF复合长丝在强度和韧性两方面表现较好。同时还探究了六边形和内凹六边形蜂窝的面内压缩行为,研究表明,相对密度增加,蜂窝结构吸能增加。胞元壁厚和泊松比绝对值相同时,内凹六角形蜂窝相比于正六边形蜂窝在屈服应力、模量和吸能方面表现出更大的优势。建立内凹六角形蜂窝有限元模型,验证了面内压缩试验结果。利用有限元软件,模拟预测了胞元夹角及胞元壁厚对内凹六角形的吸能贡献。本文的相关研究对3D打印PLA-PCL/KBF复合材料开发及3D打印蜂窝面内压缩的后续研究具有一定指导意义。