AS4D/PEEK热塑性复合材料激光固结缠绕工艺参数优化

来源期刊：材料导报2020年第22期

论文作者：成烨 还大军 李勇 刘洪全 周洲

关键词：热塑性复合材料;激光固结缠绕成型;工艺参数优化;层间剪切强度;

摘    要：热塑性复合材料缠绕成型过程中,工艺参数的选取对制品的性能有决定性作用。本工作基于热塑性复合材料激光固结自动铺放（LAFP）设备,以碳纤维增强聚醚醚酮（AS4D/PEEK）高性能热塑性复合材料预浸料为原料制备缠绕样品,以层间剪切强度为参数优化目标,根据响应曲面法Box-Behnken Design方法设计了试验,分析了加热区温度、缠绕速度、纤维张力三个工艺参数对层间剪切强度的影响规律,建立了各工艺参数对层间剪切强度的回归模型,并通过方差分析以及实验验证的方法验证了模型的准确性和可靠性。分析表明:响应值随各参数值的增加均表现出先增后减的变化规律,加热区温度和缠绕速度对层间剪切强度的影响显著,纤维张力有一定影响但不显著。最终得到的优化工艺参数组合为:加热区温度436.6℃、缠绕速度81.3 mm/s、纤维张力201.9 N,层间剪切强度达到52.8 MPa,该条件下缠绕制品结合强度最高。