印刷/成型可持续聚合物样品的超声波接使用能量导体
Ram Singh Rana1, Inderdeep Singh1, Apurbba Kumar Sharma1
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee 247667, India.
Ultrasonics
|June 17, 2023
概括
超声波接可以提高可生物降解的聚乳酸 (PLA) 零件的打印量. 交叉能量导向器 (CED) 提高了拉伸强度,性能优于其他设计和次导向器标本.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 聚合物加工 聚合物加工
背景情况:
- 由于定制性和可扩展性,化沉积建模 (FDM) 是可生物降解的聚乳酸 (PLA) 部件的理想选择.
- 有限的印刷量是FDM应用的主要限制.
- 研究了超声波接,以克服打印量限制.
研究的目的:
- 研究使用超声波接来解决FDM制造的PLA部件有限的印刷量.
- 分析灌装密度,能量导体类型 (三角形,半圆形,十字形) 和接参数对接接头性能的影响.
- 将接3D打印件的机械和热性能与注塑样品进行比较.
主要方法:
- 超声波接参数和能源总监设计的实验研究.
- 机械测试 (拉力强度) 和热分析 (DMA,TGA,DTG).
- 使用场发射扫描电子显微镜 (FESEM) 进行微结构分析.
主要成果:
- 与三角形 (TED) 和半圆形 (SCED) 设计相比,带有交叉能量导体 (CED) 的接样本具有更高的抗拉强度.
- 在较低的接参数下,CED标本显示出显著的拉伸强度改善 (317%用于注射成型,42-80%用于80-100%填充密度).
- 较高的接参数导致CED标本的关节降解,这是由于集中能量.
结论:
- 超声波接,特别是CED,有效地提高了FDM打印的PLA零件的抗拉强度,解决了体积限制.
- 最佳的接参数和能量导体设计对于最大限度地提高关节性能至关重要.
- 该研究提供了关于改善3D打印可生物降解聚合物的机械完整性和可扩展性的见解.
