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Interfacial weaknesses in multi-material FFF sandwich structures with TPMS cores: a comparative study of PLA and PLA-CF facesheets

  • 30.10.2025
  • ORIGINAL ARTICLE
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Abstract

Diese Studie untersucht die mechanische Leistung von Sandwichstrukturen mit kreiselförmigen RDKS-Kernen und vergleicht PLA-Konfigurationen aus einem Material mit Hybridkonstruktionen mit kohlenstofffaserverstärkten PLA-Facetten (PLA-CF). Die Forschung identifiziert eine kontraintuitive Verschlechterung der mechanischen Leistungsfähigkeit bei der Verwendung von PLA-CF, die auf eine schlechte Grenzflächenbindung zwischen der PLA-CF-Haut und dem PLA-Kern zurückzuführen ist. Die optische Mikroskopie zeigt signifikante Grenzflächendefekte, einschließlich Hohlräume und Faserauszug, die die Lastübertragung beeinträchtigen und ein vorzeitiges Versagen auslösen. Die Studie hebt den spröden Versagensmodus von PLA-CF-Proben hervor, der im Gegensatz zu dem progressiveren und dehnbareren Versagen steht, das in PLA-basierten Strukturen beobachtet wird. Trotz minimaler Gewichtszunahme verbessert die Einführung von PLA-CF-Facesheets die Biegeleistung nicht, was die entscheidende Rolle der Grenzflächenqualität in der additiven Mehrmaterialfertigung betont. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit maßgeschneiderter Verarbeitungsbedingungen und Interface Engineering, um das volle Potenzial verstärkter AM-Verbundwerkstoffe in Leichtbauanwendungen zu erschließen.

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Titel
Interfacial weaknesses in multi-material FFF sandwich structures with TPMS cores: a comparative study of PLA and PLA-CF facesheets
Verfasst von
Gabriele Marabello
Mohamed Chairi
Guido Di Bella
Publikationsdatum
30.10.2025
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 5-6/2025
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-025-16884-y
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