選択レーザー焼結プロセスにおけるPA6/CNTナノコンポジットの引張特性の強化

要旨 本研究の目的は、選択レーザー焼結法によって調製されたポリアミド6/カーボンナノチューブ（PA6/CNT）ナノコンポジットの引張強度、破断時の伸びおよび引張弾性率を強化することです。この目的のために、応答曲面法と望ましさ関数を使用して、引張特性を向上させるためのレーザー出力、走査速度およびCNT含量の最適値を推定しました。試験片の微細構造は走査電子顕微鏡および透過電子顕微鏡を用いて観察しました。レーザー出力を5 Wから10 Wに上げると、CNTの均一分散によりナノコンポジットの引張強度（21%）と破断時の伸び（11.4%）が改善されることが観察されましたが、これ以上のレーザー出力の増加は、PA6ポリマーの熱的劣化により引張強度（5.2%）、破断時の伸び（5.8%）、および引張弾性率（5.3%）を低下させました。走査速度を1000 mm/sから2000 mm/sに上げることは、熱入力の低下とそれに伴うナノコンポジットの不完全な密度化に起因して、引張強度、破断時の伸びおよび引張弾性率がそれぞれ約8.3%、13%および3.3%減少することに関連していました。CNTを最大5 wt%まで添加することでPA6/CNTナノコンポジットの引張特性を強化できますが、レーザー出力を増加させる必要があります。引張特性の最良の組み合わせは、レーザー出力7.3 W、走査速度1000 mm/sおよびCNT含量1.8 wt%で達成されました。さらに、CNTを最大5 wt%添加することは、焼結ナノコンポジットの熱安定性および結晶性にわずかな影響を示しました。