三维打印参数对聚乳酸样本的压缩性能和表面光滑度的影响
Hamed Bakhtiari1, Mostafa Nikzad2, Majid Tolouei-Rad1
1School of Engineering, Edith Cowan University, Joondalup, WA 6027, Australia.
Polymers
|September 28, 2023
概括
这项研究通过分析层高度,挤出宽度,喷嘴温度和打印速度来优化化丝制造 (FFF) 部分的压缩性能. 层高度显著影响压缩性能和表面光滑性,对聚乳酸 (PLA) 确定了最佳设置.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 化丝制造 (FFF) 部件具有经过充分记录的拉伸和曲强度,但它们的压力性能仍未得到充分研究.
- 了解压力特性对于在承载场景中扩大FFF应用至关重要.
- 聚乳酸 (PLA) 是FFF中广泛使用的材料,因此需要详细描述其机械行为.
研究的目的:
- 研究关键工艺参数对FFF打印PLA零件的压缩性能和表面光滑性的影响.
- 优化这些参数以提高压力性能和表面质量.
- 在静态压缩下识别主要故障机制.
主要方法:
- 使用直角的塔古奇方法进行实验设计,变化层高度,挤出宽度,喷嘴温度和打印速度.
- 测量了PLA样本的压力性能 (强度,模量,性,拉伸) 和表面粗度.
- 使用差异分析 (ANOVA) 进行参数优化和扫描电子显微镜 (SEM) 进行故障分析.
主要成果:
- 层高度在所有测量属性和表面光滑度上表现出最显著的影响.
- 印刷速度,挤出宽度和喷嘴温度对特定的压缩特性产生不同程度的影响.
- 确定了改善压缩性能和表面表面的最佳参数:0.05毫米的层高度,0.65毫米的挤出宽度,205°C的喷嘴温度和70毫米/秒的打印速度.
结论:
- 层高度是优化FFF PLA部件压缩性能和表面质量的关键参数.
- 确定了最佳设置,为制造更强,更流的FFF组件提供了途径.
- 在静态压缩下,层间分层被确定为主要的故障模式,特别是在线附近.
