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Erschienen in: Journal of Materials Engineering and Performance 6/2022

06.01.2022 | Technical Article

Mechanical Properties and Characterization of Polylactic Acid/Carbon Fiber Composite Fabricated by Fused Deposition Modeling

verfasst von: K. Ravi Kumar, V. Mohanavel, K. Kiran

Erschienen in: Journal of Materials Engineering and Performance | Ausgabe 6/2022

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Abstract

In this study, carbon fiber was reinforced in polylactic acid composites by fused deposition modeling to investigate the mechanical properties of polylactic acid/carbon fiber composites. Mechanical properties were analyzed by varying the layer thickness, raster angle, infill density and printing speed. Impact strength, tensile strength and flexural strength tests were carried to investigate the mechanical properties of composites. Design of experiments was carried by Box–Behnken design with 4 Factors and 27 runs. Mathematical models were developed to calculate the impact strength, tensile strength and flexural strength of PLA/carbon composites. The validity of the developed model was evaluated by analysis of variance technique. Scanning electron microscopy was employed to explore the mechanism of the fractured specimen. The tensile strength of the composites varied from 33.78 to 40.78 N/mm2, flexural strength varied from 3.16 to 4.12 N/mm2 and impact strength varied from 4.46 to 6.44 kJ/m2. Tensile strength was primarily influenced by printing speed, while flexural strength and impact strength were predominantly influenced by raster angle and layer thickness, respectively. The fracture mechanism of composites specimens was influenced by voids, cracks, infill gaps and interface.

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Literatur
9.
31.
Zurück zum Zitat T.D. McLouth, J.V. Severino, P.M. Adams, D.N. Patel and R.J. Zaldivar, The Impact of Print Orientation and Raster Pattern on Fracture toughness in Additively Manufactured ABS, Addit. Manuf., 2017, 18, p 103–109. T.D. McLouth, J.V. Severino, P.M. Adams, D.N. Patel and R.J. Zaldivar, The Impact of Print Orientation and Raster Pattern on Fracture toughness in Additively Manufactured ABS, Addit. Manuf., 2017, 18, p 103–109.
Metadaten
Titel
Mechanical Properties and Characterization of Polylactic Acid/Carbon Fiber Composite Fabricated by Fused Deposition Modeling
verfasst von
K. Ravi Kumar
V. Mohanavel
K. Kiran
Publikationsdatum
06.01.2022
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Engineering and Performance / Ausgabe 6/2022
Print ISSN: 1059-9495
Elektronische ISSN: 1544-1024
DOI
https://doi.org/10.1007/s11665-021-06566-7

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