使用聚合物作为结构部件的3D打印的可能性.
Marcin Artur Kwapisz1, Piotr Paszta2, Wiktor Lacki2
1Faculty of Production Engineering and Materials Technology, Czestochowa University of Technology, Al. Armii Krajowej 19, 42-201 Częstochowa, Poland.
Materials (Basel, Switzerland)
|December 11, 2025
概括
化纤维制造 (FFF) 3D打印在制造结构部件方面显示出前景. 材料分析显示了PLA,ABS,PA6和PA12的适用性,在这个3D打印研究中,由于强度差而被拒绝的两个细丝.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 化纤维制造 (FFF) 是一种具有生产结构部件潜力的增材制造技术.
- 材料选择对于确保3D打印零件的机械完整性至关重要.
- 反向工程可以复制和优化现有的机械元件.
研究的目的:
- 调查使用聚合物基础的FFF3D打印用于制造结构部件的可行性.
- 分析和比较常见的FFF丝 (PLA,ABS,PA6,PA12) 适用于结构应用的适用性.
- 为了优化3D打印的轮部件,同时保持材料支出.
主要方法:
- 反向工程的草机轮,以创建3D CAD模型.
- 对体积和材料效率的几何模型优化.
- 有限元素分析 (FEA) 评估所选丝的总变形和减少应力.
- 在模拟服务条件下对PLA,ABS,PA6和PA12丝材进行材料测试和比较.
主要成果:
- 在四种分析的细丝中,有两种 (PLA,ABS,PA6,PA12) 的强度性能明显恶化,不适合应用.
- 其余的纤维在经过数值分析后被批准用于制造过程.
- 优化的几何模型通过原型打印进行了验证.
结论:
- 当选择合适的材料时,FFF3D打印是一种可行的技术,用于生产结构部件.
- 材料的表征和数值分析是为要求高要求的应用而合格的纤维的重要步骤.
- 该研究成功确定了合适的材料,并证明了FFF在制造功能机械零件方面的潜力.


