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複合材料雷射增材製造技術及應用

為了解決複合材料的應用的問題，作者李嘉寧,鞏水利 這樣論述：

　　雷射增材製造先進複合材料的研發是發展尖端技術的重要基礎，該類複合材料性能穩定性問題是工業生產中經常遇到的，有時會延緩甚至阻礙整個生產進展。為適應現代化製造工業的發展需要，實現雷射增材製造材料局部組織與性能一體化精準控制，進一步改進雷射增材製造複合材料的品質已非常重要。 　　複合材料雷射增材製造技術有廣闊的應用前景，具有非常顯著的經濟及社會效益。本書對複合材料雷射增材製造技術的發展及應用進行介紹，全書共7章：第1章介紹雷射加工與增材製造技術的基本原理與發展情況；第2章介紹雷射增材製造工藝與裝備；第3章介紹複合材料雷射熔覆層局部-整體界面的結構、演變機理、結合機制及性能；

第4~ 6章針對近年來廣受人們關注的先進材料，如金屬基/陶瓷複合材料、非晶- 奈米化複合材料、金屬元素改性複合材料等的雷射製造問題進行介紹；第7 章給出一些雷射增材複合材料的應用示例，用於指導相關理論研究及實際工業生產。 　　全書針對近年來廣受人們關注的複合材料的雷射增材製造問題，對其製造原理、工藝特性、成形機理及局部組織等做了系統闡述，並給出了相關的應用示例，可指導相關理論研究及實際工業生產。 　　本書可供從事材料開發及雷射增材製造領域的相關工程技術人員使用，也可供大學相關科系師生閱讀參考。

複合材料的應用進入發燒排行的影片

熱塑性單向碳纖維預浸材製備及其複合材料積層板特性之研究

為了解決複合材料的應用的問題，作者劉時熏 這樣論述：

連續碳纖維補強熱塑性複合材料，具有高強度、高模量和可回收的優點，是航空和軍事領域的重點材料之一，隨著時代的蓬勃發展，熱塑性複合材料的應用領域逐步擴大，力學性能主要取決於纖維和基材的效能，纖維與基材的附著在控制複合材料的一些力學性能方面也極其重要，例如層間剪切強度。目前市面上所販售的碳纖維大部分所使用的sizing都只適用於熱固性樹脂，並只有集束的功能，而使用在熱塑性樹脂方面卻因為製程關係，導致集束的效果不顯著，進而導致在製備單束纖維預浸材的過程會出現纖維分岔、毛羽等現象。因此本研究在探討一種新型纖維改質劑，分別改善碳纖維在經過機台的張力控制後也能保持著完好的形狀，也能增強熱塑性樹脂與纖維的界

面強度。此研究將以三種不同的改質劑搭配目前所常用的熱塑性聚碳酸脂與聚醯胺樹脂來進行機械性質與特性的探討。經研究結果顯示，三種改質劑配方在不同添加比例之集束效果，都比原本無改質的碳纖維好，甚至不會出現毛羽的情形。而由單束碳纖維（無樹脂）的拉伸性質可以知道，有添加改質劑的拉伸性質都比無添加的好。經過樹脂含浸的單束碳纖維預浸帶（towpreg）其拉伸性質，有經過改質的也優於未改質的單束碳纖維預浸帶。而樹脂含量越高，在熱壓時會對纖維的排列與方向造成影響，其拉伸強度因此降低。在熱塑性複材積層板機械性質方面，聚碳酸脂與聚醯胺添加改質劑所製備的熱塑複材積層板，其拉伸性質都優越於未改質的複材積層板，但因積層板

在疊貼時會有Overlap不均之現象，導致纖維內部會有些許空孔，故層間剪切性質無法有效提升。此外，本研究也進一步的製備不同樹脂含量的碳纖維複材積層板來進行機械性質的探討，找出其最佳的樹脂含量參數，並進行形態學分析及熱性質分析。經形態學的分析結果可以得知，添加改質劑的樹脂與纖維的界面特性都優於未改質之複材積層板，而在熱性質分析的結果可以得知，經改質後的複材積層板的耐熱性也有提升的表現。

複合材料雷射增材製造技術及應用

為了解決複合材料的應用的問題，作者李嘉寧鞏水利 這樣論述：

　　雷射增材製造先進複合材料的研發是發展尖端技術的重要基礎，該類複合材料性能穩定性問題是工業生產中經常遇到的，有時會延緩甚至阻礙整個生產進展。為適應現代化製造工業的發展需要，實現雷射增材製造材料局部組織與性能一體化精準控制，進一步改進雷射增材製造複合材料的品質已非常重要。 　　複合材料雷射增材製造技術有廣闊的應用前景，具有非常顯著的經濟及社會效益。本書對複合材料雷射增材製造技術的發展及應用進行介紹，全書共7章：第1章介紹雷射加工與增材製造技術的基本原理與發展情況；第2章介紹雷射增材製造工藝與裝備；第3章介紹複合材料雷射熔覆層局部-整體界面的結構、演變機理、結合機制及性能；第4~ 6章針對近年

來廣受人們關注的先進材料，如金屬基/陶瓷複合材料、非晶- 奈米化複合材料、金屬元素改性複合材料等的雷射製造問題進行介紹；第7 章給出一些雷射增材複合材料的應用示例，用於指導相關理論研究及實際工業生產。 　　全書針對近年來廣受人們關注的複合材料的雷射增材製造問題，對其製造原理、工藝特性、成形機理及局部組織等做了系統闡述，並給出了相關的應用示例，可指導相關理論研究及實際工業生產。 　　本書可供從事材料開發及雷射增材製造領域的相關工程技術人員使用，也可供大學相關科系師生閱讀參考。   第1 章　雷射加工與增材製造技術 　1.1　雷射加工的原理與特點 　　　1.1.1　雷射加工原理 　　　1.

1.2　雷射加工特點 　　　1.1.3　雷射加工工藝 　1.2　增材製造技術概述 　　　1.2.1　增材製造技術基本概念 　　　1.2.2　增材製造技術發展現狀 　　　1.2.3　增材製造技術發展趨勢 　參考文獻   第2 章　雷射增材製造工藝及裝備 　2.1　增材製造工藝 　2.2　材料的添加方式 　　　2.2.1　預置送粉 　　　2.2.2　同步送粉 　　　2.2.3　絲材送給 　2.3　雷射的物理特性 　　　2.3.1　雷射的特點 　　　2.3.2　雷射產生原理 　　　2.3.3　雷射光束品質 　　　2.3.4　雷射光束形狀 　2.4　雷射器 　　　2.4.1　雷射器的基本組成 　　　2

.4.2　CO2 氣體雷射器 　　　2.4.3　YAG 固體雷射器 　　　2.4.4　光纖雷射器 　2.5　數控雷射加工平臺及機器人 　2.6　雷射選區熔化設備及工藝 　　　2.6.1　雷射選區熔化設備 　　　2.6.2　雷射選區熔化工藝 　　　2.6.3　雷射選區熔化材料 　2.7　模具鋼雷射選區熔化成形 　　　2.7.1　SLM 孔隙形成原因 　　　2.7.2　SLM 成形18Ni300 合金製備件 　　　2.7.3　SLM 成形H13 合金製備件 　參考文獻   第3 章　複合材料雷射熔覆層局部-整體界面 　3.1　陶瓷相/γ-Ni 熔覆層局部界面結構及演變機理 　　　3.1.1　帶核共

晶組織局部界面結構 　　　3.1.2　雷射能量密度對帶核共晶組織局部界面的影響 　　　3.1.3　帶核共晶組織局部界面演變機理 　3.2　Q550 鋼/鎳基熔覆層整體界面結合機製 　　　3.2.1　整體界面顯微組織及元素分布 　　　3.2.2　熔覆層/基體界面結構演變機理 　3.3　Q550 鋼/寬束熔覆層整體界面剪切強度及斷裂特徵 　　　3.3.1　寬束熔覆層界面剪切試驗 　　　3.3.2　寬束雷射工藝參數對熔覆層剪切強度的影響 　　　3.3.3　寬束熔覆層剪切斷口形貌及斷裂機製 　參考文獻   第4 章　雷射熔覆金屬基/陶瓷複合材料 　4.1　雷射熔覆材料 　　　4.1.1　雷射熔覆材料的

分類 　　　4.1.2　雷射熔覆用粉末 　　　4.1.3　雷射熔覆用絲材 　 4.2　T-i Al/陶瓷複合材料的設計 　　　4.2.1　組織特徵 　　　4.2.2　溫度場分布 　　　4.2.3　工藝參數的影響 　　　4.2.4　氮氣環境中 T-i Al/陶瓷的組織性能 　　　4.2.5　稀土氧化物對 T-i Al/陶瓷的影響 　 4.3　Fe3 Al/陶瓷複合材料的設計 　　　4.3.1　組織特徵 　　　4.3.2　局部分析 　　　4.3.3　耐磨性評價 　參考文獻   第5 章　雷射熔覆非晶-奈米化複合材料 　5.1　非晶化材料 　　　5.1.1　非晶化原理 　　　5.1.2　材料及工藝影

響 　　　5.1.3　非晶化材料發展方向 　5.2　奈米晶化材料 　　　5.2.1　奈米晶化原理 　　　5.2.2　陶瓷與稀土氧化物的影響 　　　5.2.3　奈米晶化材料缺陷 　5.3　非晶-奈米晶相相互作用 　　　5.3.1　相互作用機理 　　　5.3.2　磨損形態 　5.4　非晶-奈米化複合材料的設計 　　　5.4.1　非晶包覆奈米晶 　　　5.4.2　碳奈米管的使用 　　　5.4.3　多物相混合作用分析 　參考文獻   第6 章　金屬元素雷射改性複合材料 　6.1　Cu 改性複合材料 　　　6.1.1　Cu 對複合材料晶體生長形態的影響 　　　6.1.2　Cu 對複合材料相組成的影響 　

　　6.1.3　Y2 O3 對Cu 改性複合塗層組織結構的影響 　　　6.1.4　Cu 對複合材料奈米晶的催生 　　　6.1.5　Cu 改性複合材料的非晶化 　　　6.1.6　Cu 改性複合材料的組織性能 　6.2　Zn 改性複合材料 　6.3　Sb 改性複合材料 　　　6.3.1　Sb 改性純Co 基複合材料 　　　6.3.2　Sb 改性Co 基冰化複合材料 　　　6.3.3　含Ta 陶瓷改性複合材料 　參考文獻   第7 章　雷射熔覆及增材製造技術的應用 　7.1　模具雷射熔覆增材 　7.2　航空結構件雷射增材製造 　7.3　鎂合金的雷射熔覆 　7.4　鎳基高溫合金的雷射熔覆 　7.5　鋼

軋輥的雷射熔覆增材 　7.6　汽車覆蓋件的雷射熔覆 　7.7　數控刀具的雷射熔覆 　參考文獻 序 　　先進複合材料的研究開發是多學科交叉融合的結果， 雷射增材製造融合電腦輔助設計、高能束流加工及材料快速成形等技術， 以數位化模型為基礎， 透過軟體與數控系統將特製材料逐層堆積固化製造出實體產品。雷射增材製造先進複合材料因具有優異的綜合性能而成為設計、製造高技術裝備所不可缺少的材料， 主要應用於高性能艦船、航空航天、核工業、電子、能源等工業領域。 　　雷射增材製造先進複合材料的研發是發展尖端技術的重要基礎，該類複合材料性能穩定性問題是工業生產中經常遇到的，有時會延緩甚至阻礙整個生產進展。為

適應現代化製造工業的發展需要，實現雷射增材製造材料局部組織與性能一體化精準調控，進一步改進雷射增材製造複合材料的品質已非常重要。 　　本書注重先進性、新穎性與實用性，對複合材料雷射增材製造技術的發展及應用進行介紹，全書共7章：第1章介紹雷射加工與增材製造技術的基本原理與發展情況；第2章介紹雷射增材製造工藝與裝備；第3章介紹複合材料雷射熔覆層局部-整體界面的結構、演變機理、結合機製及性能；第4~ 6章針對近年來廣受人們關注的先進材料，如金屬基/陶瓷複合材料、非晶- 奈米化複合材料、金屬元素改性複合材料等的雷射製造問題進行介紹；第7 章給出一些雷射增材複合材料的應用示例，用於指導相關理論研究及實

際工業生產。本書力求突出先進性、新穎性與實用性等特色，為解決複合材料雷射增材製造過程中的疑難問題及保證產品品質提供重要的技術資料和參考數據。 　　本書可供從事材料開發及雷射增材製造領域的相關工程技術人員使用，也可供大學相關科系師生閱讀參考。  

應用於輕航機機翼之碳纖維複合材料層板修補強度與模擬分析比較之研究

為了解決複合材料的應用的問題，作者林暘倫 這樣論述：

複合材料近年來在航空界運用的比例越來越多，因為質量輕及抗腐蝕性佳等特性，已經逐漸取代過去常見金屬材料。本論文的研究目的是將碳纖維複合材料運用於輕航機機翼上，根據機翼損壞位置並透過修補過後的結構強度分析是否與完整碳纖維層板相同；本研究首先以碳纖維標準試板12K(TC-35R)，利用真空加壓成型法，製作出3片共8層碳纖維層板，大小設定在250mm 250mm，方向為[0/90/45/-45]s。3片碳纖維層板分別為完整無破損的碳纖維層板、破壞過後的碳纖維層板以及破壞過後運用真空熱壓成型法(Vacuum Forming)進行修補的碳纖維層板；本研究將3片碳纖維層板進行強度測試，以確認修補過後的碳纖

維是否和完整無破損的碳纖維層板承受相同強度壓力測試。為確保研究的穩定性、一致性及可靠度，透過非破壞性超音波檢測是否有修補正確， 能清楚地得知脫層以及裂縫位置，再運用有限元素套裝軟Abaqus模擬加壓並分析完整碳纖維層板的應力與結構強度，最後將模擬結果與分析結果兩者進行比較，分析誤差是在合理的範圍內。本研究透過以上的實驗與分析，將碳纖維複合材料層板運用在輕型運動飛機襟翼上，透過有限元素套裝軟體Abaqus模擬，分析出最大應力以及最大變形量都是在合理範圍內，因此能夠驗證本研究碳纖維複合材料層板可以運用在輕航機機翼上下蒙皮，希望未來能夠應用更大量碳纖維複合材料在輕航機結構等相關領域。