尺寸和打印路径对材料挤出3D打印塑料的机械性能的影响
1Department of Chemical Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802 USA.
Progress in additive manufacturing
|April 16, 2024
概括
打印路径和样本大小通过改变热史,显著影响3D打印聚碳酸和聚烯的机械性能. 较短的层间时间对于一致的结果至关重要,特别是聚碳酸.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 聚合物工程 聚合物工程
背景情况:
- 优化3D打印 (材料挤出) 往往侧重于弹性模量,忽视热历史效应.
- 热历史受样本大小,打印路径 (晶格角度,构建方向) 和打印序列的影响.
- 了解这些因素对于预测和控制3D打印零件的机械性能至关重要.
研究的目的:
- 研究样本大小,打印路径和打印序列如何影响3D打印聚碳酸 (PC) 和聚烯 (PP) 的机械性能.
- 阐明热史在这些热塑性塑料的机械反应中的作用.
- 为了比较PC和PP之间的打印条件灵敏度.
主要方法:
- 基于光纤的材料挤出 (MatEx) 打印XY (平面) 和YZ (立体) 方向的V型标本.
- 多种形角度,构建方向和打印序列.
- 分析机械性能,重点关注层间和层内时间对热史的影响.
主要成果:
- 层间时间低于5秒对于统计学上显著的机械差异至关重要.
- 打印序列会影响YZ方向;由于热历史,样品大小和角会影响XY方向.
- 影响在PC中比PP更为明显,与接口巩固机制 (结晶与玻璃形成) 的差异有关.
结论:
- 打印路径决定了打印时间,大大影响了3D打印热塑性塑料的机械性能.
- 样本大小和角极大地影响了热史和机械反应,特别是在XY方向.
- 特定于材料的接口整合机制 (PC与PP) 决定了对打印条件的敏感性.
