通过打印参数优化对MEX-PLA拉伸性能进行总体变异和空隙结构的研究
Mirza Faizaan1,2, Satish Shenoy Baloor3, Srinivas Nunna2
1Department of Aeronautical and Automobile Engineering, Manipal Institute of Technology, Manipal Academy of Higher Education, Manipal, Karnataka, 576104, India.
为聚乳酸 (PLA) 优化化丝制造 (FFF) 表明,更大的喷嘴直径和更细的层厚度通过减少内部空隙来改善拉伸性能. 整个测试参数的过程一致性很高.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 聚合物工程 聚合物工程
背景情况:
- 化纤维制造 (FFF) 是一种广泛用于聚合物如聚乳酸 (PLA) 的增材制造技术.
- 优化打印参数对于增强机械性能和了解FFF生产零件的结构-属性关系至关重要.
- 空隙架构显著影响3D打印组件的拉伸性能.
研究的目的:
- 调查印刷参数对通过FFF制造的PLA零件的拉伸性能和空隙结构的影响.
- 用塔古奇优化方法确定最佳参数组合,以最大限度地提高拉伸性能.
- 建立结构-属性关系,将打印参数,空格内容和机械行为联系起来.
主要方法:
- 利用两种Taguchi优化方法来确定最佳的打印参数.
- 使用化丝制造 (FFF) 技术制造的聚乳酸 (PLA) 部件.
- 使用微型计算机断层扫描 (micro-CT) 来量化空洞特征和分析内部结构.
- 评估了拉伸性能,包括拉伸强度和模量.
主要成果:
- 在拉伸性能和喷嘴直径 (ND) 之间发现了正相关性.
- 拉伸强度和模块的最小变化 (5.5%) 表明了高工艺一致性.
- 微CT分析证实了ND和层厚度 (LT) 影响空洞架构.
- 较大的ND与较细的LT相结合,由于空隙含量减少,导致了优越的拉伸性能.
结论:
- 打印参数,特别是喷嘴直径和层厚度,显著影响FFF打印PLA的空隙结构和拉伸性能.
- 最佳的参数组合可以通过最小化内部空隙来提高机械性能.
- 这项研究为基于MEX的PLA提供了结构-属性关系的见解,这对于材料选择和工艺设计至关重要.
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