大量材料粘合强度存在于挤出增材制造中,适用于广泛的温度,速度和层次时间

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物工程 聚合物工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 层间粘合强度是聚合物的材料挤出增材制造 (MEAM) 中的一个关键挑战.
• 之前的研究由于印刷参数之间的相互依赖性,如速度和冷却时间,因此面临限制.
• 了解热因素对层间粘合的独立影响对于优化3D打印过程至关重要.

研究的目的:

• 独立分析挤出温度,打印速度和层时间对MEAM中层间粘合的影响.
• 为了研究这些参数对3D打印的聚乙烯的机械性能的影响.
• 为在聚合物3D打印中控制层间键强度的因素提供新的见解.

主要方法:

• 利用原始样本设计和直接的G码生成来制造单纤维厚的样本.
• 进行了拉力测试,以测量层接口正常的机械和热性能.
• 独立变化的挤出温度 (60°C范围),打印速度 (16倍变化) 和层次时间 (8倍变化).

主要成果:

• 在实验变化范围内,发现层间键强度相当于散装材料强度.
• 证明了可以实现间层键的散装材料强度,即使具有显著的参数变化.
• 突出了微尺度几何学在确定表面层间键强度方面的关键作用,掩盖了热因素.

结论:

• 微尺度几何学,而不是热因素,是MEAM中层间键强度的主要决定因素.
• 优化挤出几何是实现强大的层间键和减少3D打印聚合物中异性质的必要条件.
• 目前加强层间粘合的努力应该将重点转向了解和控制挤出几何.