Unveiling the impact of short fibre reinforcement and extrusion properties on microstructure of 3D printed polycarbonate composites

Tikhani, F.; Gurbin, A.; Hubert, P. (2024). Unveiling the impact of short fibre reinforcement and extrusion properties on microstructure of 3D printed polycarbonate composites. Additive manufacturing, 2024, vol. 93, 104423.

 

Cette étude examine les implications microstructurales et mécaniques du renforcement par des fibres courtes dans les composites en polycarbonate (PC) fabriqués par extrusion de matériau (MEX). La recherche examine spécifiquement les rôles de la température d’extrusion, du multiplicateur d’extrusion et de la teneur en fibres sur la teneur en vides et l’alignement des fibres, en mettant l’accent de leur influence sur la résistance inter-billes et la qualité globale de l’impression. Grâce à une combinaison de micro-CT à haute résolution et de tests mécaniques, l’étude révèle qu’une augmentation du multiplicateur d’extrusion améliore significativement le pontage des fibres jusqu’à 47 % et l’adhésion inter-billes jusqu’à 237 % en fonction du contenu en fibres. Il trace également un seuil de contenu en fibres optimal qui maximise les avantages du pontage des fibres, renforçant ainsi les propriétés mécaniques du matériau. L’analyse complète démontre que le contrôle précis des paramètres d’extrusion ainsi que la qualité du filament sont cruciaux pour exploiter pleinement le potentiel du renforcement par fibres dans les structures imprimées en 3D. Cette recherche fait progresser notre compréhension du MEX dans la fabrication de composites renforcés de courtes fibres, offrant des perspectives nouvelles pour adapter les propriétés des matériaux afin de répondre aux exigences des applications haute performance.