日本东北大学发表无需粘合剂即可实现CFRP/钛合金高强度接合的研究成果
来源：中国国际复合材料工业技术展览会  2022-05-27 12:16:03
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原文：http://shenzhen.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-244-12140.html       在航空航天行业，由于生产规模的适宜性，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 增材技术实现结构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于2022年5月26日宣布，与JAMCO株式会社共同制作了在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副教授白须俊一、水谷正义副教授、流体科学研究所大林茂教授等与JAMCO株式会社的联合研究小组，利用增材制造（AM）将金属（钛合金）和CFRP进行多材料化。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板和圆柱形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。通过根据CFRP的形状和特性优化金属表面结构，同时利用本成果进行组合，将来有望实现实用构件的多材料化，可以实现富有灵活设计性、且活用素材特性的产品制造，在大幅实现轻量化的同时为部件的切削加工量和机器的能源消耗量的削减做出贡献。
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