Self-sensing properties of 3D printed continuous carbon fiber-reinforced PLA/TPU honeycomb structures during cyclic compression

材料科学 复合材料 蜂巢 热塑性聚氨酯 聚乳酸 复合数 蜂窝结构 纤维 压缩(物理) 热塑性塑料 3D打印 电阻和电导 聚合物 弹性体
作者
Wenguang Ye,Hao Dou,Yunyong Cheng,Dinghua Zhang
出处
期刊:Materials Letters [Elsevier BV]
卷期号:317: 132077-132077 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.matlet.2022.132077
摘要

• PLA/TPU filament for 3D printing was obtained by a screw extruder. • Continuous carbon fiber reinforced PLA/TPU honeycomb structure was prepared. • The self-sensing of strain and damage during cyclic compression was investigated. • The self-sensing of temperature change of honeycomb structure was achieved. Polylactic acid/thermoplastic polyurethanes (PLA/TPU) filament for 3D printing was prepared by screw extruder, and continuous carbon fiber-reinforced PLA/TPU honeycomb structure was fabricated by continuous fiber 3D printer, and the self-sensing performance of the structure during cyclic compression was investigated. The results show that the strain and damage can be sensed by the change of electrical resistance in the honeycomb structure during cyclic compression at small-strain (ε = 0.04) and large-strain (ε = 0.4). Meanwhile, the temperature monitoring of the honeycomb structure can be realized by the change of electrical resistance in the honeycomb structure. This study provides the possibility for developing and applying 3D printed continuous carbon fiber composite smart structures and structural health monitoring.
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