使用超声波相光谱研究不同增材制造工艺的聚合物样本的机械性能
Philipp Eyer1, Sarah Enzler1, Anna Trauth1
1Department of Materials Resource Management, Augsburg University, Augsburg, Germany.
3D printing and additive manufacturing
|May 1, 2024
概括
超声波相位光谱 (UPS) 不破坏性地测量3D打印的烯二乙烯 (ABS) 的弹性特性. 与3D打印部件相比,注射成型ABS显示出优越的机械性能.
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:
- 增材制造 (AM) 提供了设计自由,但通常产生的机械性能低于注塑等传统方法.
- 优化AM流程对于实现可比材料性能至关重要.
- 烯丁乙烯 (ABS) 是一种常见的聚合物,用于AM和注塑.
研究的目的:
- 为了比较通过注射成型,化丝制造 (FFF) 和阿尔堡塑料自由成型 (APF) 工艺生产的ABS标本的弹性特性.
- 验证超声波相位光谱 (UPS) 作为一种非破坏性方法来确定聚合物的弹性特性.
- 在不同的制造方法中研究材料密度和弹性模块之间的关系.
主要方法:
- 超声波相光谱 (UPS) 用于非破坏性和快速确定所有空间方向的弹性模块.
- 通过注射成型,FFF和APF制造的样品被分析.
- 来自UPS的结果与单轴拉伸试验进行了验证.
主要成果:
- 无论制造工艺如何,在弹性模块和密度之间都观察到线性关系.
- 注塑成型的ABS样品显示出优异的准静态机械性能,超过AM样品的性能至少10%.
- UPS被证明是评估聚合物机械性能的可靠方法.
结论:
- 增材制造的ABS还没有达到注射成型的机械性能.
- 超声波相位光谱是一种可行且高效的技术,用于表征聚合物的弹性特性.
- 材料密度是影响ABS弹性模块的关键因素,无论其制造来源如何.
