在航空航天行业，由于增材制造（AM）备受关注，特别是碳纤维增强塑料（CFRP）和金属的多材料化是利用 3D 打印技术实现结构件重量减轻和增加 AM 附加值的关键问题。东北大学研究生院工学研究科和流体科学研究所宣布，与JAMCO株式会社共同开发了在3D积层造型的金属基板上直接压接CFRP的接合材料，表现出与当前粘接剂接合同等以上的剪切粘接强度。
东北大学工程研究生院的联合研究小组，在研究中采用选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）方式，在钛合金板的表面3D打印圆柱状突起造型，圆柱状突起的表面结构能够有效地将剪切载荷传递到压接的CFRP上。将CFRP预浸料插入经过3D打印造型处理的钛合金板和CFRP板之间，一边加热一边压接，成功制造了CFRP/钛合金接合材料。CFRP板和圆柱状突起通过插在其中的CFRP预浸料接合在一起，从而抑制了CFRP/钛合金界面处的断裂（界面剥离），剪切粘接强度20.6MPa，这一数字与将CFRP压接在市售的钛合金板上的接合体相比提高了64%。实现了与当前粘合剂粘接同等或更高的水平。
本研究是日本国家新能源与产业技术开发机构（NEDO）的领先研究计划“开发多材料3D粘接和最佳成型技术，实现比航空领域现有粘接更高的可靠性”的成果。
根据CFRP的形状和特性，对金属表面结构进行优化，结合本项目成果，将来有望实现实用构件的多材料化，同时获得兼顾设计灵活性和材料特性的产品制造技术，在实现轻量化的同时，显著减少加工废料和能源消耗的产生。
文章来源：中国国际复材展
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