灵活的热塑性聚氨复合材料具有紫外线抵抗,用于化沉积模型3D打印3D打印
Andong Wang1, Junhao Guo1, Chenkang Shao1
1School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu, China.
3D printing and additive manufacturing
|January 1, 2025
概括
灵活的热塑性聚氨 (TPU) 线材具有增强的紫外线抵抗力,已开发用于可穿戴产品. 优化了3D打印参数,特别是速度,显著改善了机械性能,为材料开发提供了宝贵的参考.
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
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 在可穿戴电子产品中,对柔性,抗紫外线的热塑性聚氨 (TPU) 线的需求日益增加.
- 需要在紫外线暴露后提高耐用性和机械完整性的材料.
- 对3D打印参数与抗紫外线TPU复合材料的特性之间的相互作用的理解有限.
研究的目的:
- 通过混合修改开发耐UVUV的热塑性聚氨 (TPU) 复合材料.
- 研究沉积建模 (FDM) 3D打印参数对这些复合材料的机械性能的影响.
- 建立基于打印参数的灵活TPU复合材料机械性能预测模型.
主要方法:
- 将TPU与吸收紫外线的填充剂 (TiO2和TiO2/ZnO) 进行混合修改.
- 正角实验设计,以优化FDM3D打印参数 (速度,层厚度,喷嘴温度,热床温度).
- 在紫外线老化之前和之后进行机械测试 (抗拉强度,破裂时延长).
- 回归分析用于开发预测模型.
主要成果:
- 与纯TPU相比,抗紫外线TPU复合材料具有增强的紫外线吸收能力和更好的抗拉强度.
- 填充剂 (TiO2和TiO2/ZnO) 显著提高了TPU复合材料的机械性能.
- 打印速度被确定为最有影响力的参数;最佳设置产生了优越的延伸和抗拉强度.
- 紫外线老化导致机械性能略有下降,复合材料保持了比纯TPU更高的性能.
结论:
- 使用混合修饰和FDM3D打印,可以成功制造抗UVTPU复合材料.
- 优化的打印参数,特别是打印速度 (80毫米/秒),层厚 (0.25毫米),喷嘴温度 (220°C) 和热床温度 (50°C),最大限度地提高机械性能.
- 开发的回归模型为预测柔性TPU复合材料的机械行为提供了可靠的框架,有助于用于可穿戴产品等应用的材料设计.
