零件尺寸,位移速度和老化对不同单元细胞拓结构的弹性体零件的压缩性能的影响,由瓦特光聚合增材制造形成

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 机械工程 机械工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 增材制造 (AM) 能够使复杂的细胞结构具有可调节的机械特性,特别是可吸收能量的弹性体.
• 有限的数据存在3D打印弹性体细胞材料在不同条件下的压缩行为.
• 了解结构-属性关系对于优化AM制造的细胞材料至关重要.

研究的目的:

• 研究单元细胞拓学的影响,部分尺寸,压缩率和老化对3D打印弹性体细胞结构的压缩反应的影响.
• 用超弹性和粘弹性模型将实验数据与有限元模拟进行比较.
• 建立细胞材料设计和机械性能之间的可预测关系.

主要方法:

• 制造基于聚氨的简单立方体,身体中心和状腺细胞结构,使用光聚合AM.
• 实验压缩测试,单元细胞设计,零件尺寸和位移率的变化.
• 结合超弹性和粘弹性材料模型进行有限元模拟,以分析压缩行为.

主要成果:

• 身体为中心的单元细胞拓显示了大小依赖的应力应变反应.
• 更高的压缩速率 (高达1000毫米/分钟) 导致了更硬的行为,偏离了准静态假设.
• 经过5周的老化后,没有观察到压缩性质的显著变化.

结论:

• 单元细胞设计和压缩率是影响AM打印弹性体细胞结构机械反应的关键因素.
• 这些发现为预测和优化这些材料在缓冲等应用中的性能提供了有价值的数据.
• 这项研究促进了对3D打印弹性体细胞材料的结构-性质相关性的理解.