相关实验视频
Updated: May 12, 2026
08:43
Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components
Published on: January 11, 2019
17.2K
结构优化对创新的FDM 3D打印热屏障物理性能的影响
Beata Anwajler1, Jacek Iwko2, Anna Piwowar1
1Department of Energy Conversion Engineering, Faculty of Mechanical and Power Engineering, Wroclaw University of Science and Technology, 27 Wybrzeze Wyspianskiego Street, 50-370 Wroclaw, Poland.
Materials (Basel, Switzerland)
|January 8, 2025
概括
本研究介绍了使用凯尔文泡结构的3D打印隔热屏障. 高孔径 (90%) 提高了绝缘,而较低的孔径 (50%) 提高了压力强度,提供了多功能材料解决方案.
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
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 传统的隔热材料在性能和环境影响方面面临限制.
- 3D打印为复杂的内部结构提供了新的制造可能性.
- 优化细胞结构是提高热和机械性能的关键.
研究的目的:
- 研究细胞高度和多孔度对3D打印绝缘屏障的热和机械性能的影响.
- 为了确定优越的绝热和结构完整性的最佳参数.
- 评估3D打印凯尔文泡结构作为创新的隔热解决方案的潜力.
主要方法:
- 使用3D融合沉积建模 (FDM) 打印,制造具有凯尔文泡核心结构的三明治板.
- 细胞高度 (h) 和多孔度 (P) 在核心结构中的系统变化.
- 实验测试热导率,热电阻,压力强度和准静态缩强度.
主要成果:
- 孔隙性 (P) 被确定为影响3D打印绝缘材料物理性能的主导因素.
- 最佳的绝缘性能 (导热率:0.038W/m·K),热电阻:0.537 (m2·K) /W) 在90%的孔隙度和4毫米的电池高度下实现.
- 最大的压力强度 (大约. 350 MPa) 在50%的多孔度下观察到,明显高于90%的多孔度样本 (约. 26 MPa) 的压力.
- 穿孔切割强度受到孔径的显著影响,90%的孔径样本显示小于1MPa.
结论:
- 基于凯尔文泡模型的3D打印细胞复合材料为隔热提供了一种可行的和创新的方法.
- 量身定制的孔隙性允许在隔热和机械强度之间进行权衡.
- 开发的材料为隔热应用提供了一个环保的替代方案.
