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Updated: Jan 13, 2026
06:17
Production of a Strain-Measuring Device with an Improved 3D Printer
Published on: January 30, 2020
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填充几何学对聚合物3D打印组件机械性能影响的全面调查
Faisal J Alzahrani1, Yasser S Alzahrani2, Mohammed T Alamoudi3
1Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering-Rabigh, King Abdulaziz University, Jeddah 21589, Saudi Arabia.
Polymers
|January 10, 2026
概括
化丝制造 (FFF) 部件根据充填图案表现出不同的机械性能. 网格图案提高了强度,而蜂图案提高了3D打印的PLA组件的刚性.
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),也称为FDM,是聚合物的普遍增材制造技术.
- FFF零件经常表现出机械异构性和差层间粘合性,特别是在Z方向.
- 优化打印参数对于提高FFF打印元件的机械性能至关重要.
研究的目的:
- 调查不同灌装模式对通过FFF生产的聚乳酸 (PLA) 零件的拉伸性能的影响.
- 为了确定填充模式的选择如何影响3D打印的PLA样本在拉力负荷下的强度和刚度.
- 为了将微观结构特征与观察到的机械反应相关联.
主要方法:
- 使用PLA打印的狗骨标本的拉伸测试,具有四种不同的填充模式:网格,蜂,直线和适应立方体.
- 在所有样本批量中保持一致的打印条件.
- 使用X射线衍射 (XRD) 来分析印刷的PLA样本的微观结构.
主要成果:
- 网格填充模式导致了最高的最终抗拉强度.
- 蜂巢填充模式产生了最大的模量,表明了优越的刚性.
- 直线模式显示中等性能,而自适应立方模式在强度和刚度指标上都落后.
- 在XRD分析中,FFF打印的PLA中发现了很大程度上无形的微观结构,其特点是广的光环和弱的α形反射.
结论:
- 充填模式的选择显著影响了FFF打印的PLA零件的机械异构性.
- 选择特定的灌装模式可以独立调整强度-刚度平衡,而不会改变材料或名义灌装密度.
- 网格图案是最大限度地提高拉伸强度的最佳选择,而蜂图案则是提高FFF生产的PLA组件的刚度的最佳选择.
