混合材料中的过渡行为 大格式增材制造 增材制造
James Brackett1, Elijah Charles2, Matthew Charles2
1The Bredesen Center for Interdisciplinary Research, University of Tennessee, Knoxville, TN 37996, USA.
大格式增材制造 (LFAM) 现在可以在大面积增材制造 (BAAM) 平台上使用新的双系统创建分级材料过渡. 这一进步通过改善材料界限和减少分层失败来增强复合3D打印.
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
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 大格式增材制造 (LFAM) 能够使用颗粒化原料进行多米尺度的复合材料3D打印.
- 在LFAM中现有的多材料 (MM) 技术往往导致材料边界较弱和分层.
- 大面积增材制造 (BAAM) 系统是工业应用的关键LFAM平台.
研究的目的:
- 开发和研究BAAM系统的新型双配置,以便在现场切换材料原料.
- 研究挤出参数和材料特性对不同原料之间的过渡行为的影响.
- 在3D打印零件中创建分级过渡区域,减轻传统MM-LFAM中发现的弱点.
主要方法:
- 在BAAM平台中集成了一种双跳槽配置,以实现无的材料切换.
- 使用与挤出体积相关联的组成分析分析了材料过渡.
- 过渡行为是使用韦布尔累积分布函数 (CDF) 建模的.
- 研究的因素包括挤出螺丝的速度,组件设计,过渡方向和材料粘度.
主要成果:
- 挤出螺丝的速度对过渡行为产生了微不足道的影响.
- 旨在改善材料混合的组件设计导致了更大的混合材料区域.
- 复杂粘度的相对差异和变化显著影响了混合过渡区域的大小.
- 使用韦布尔CDF成功建模了材料过渡.
结论:
- 这种新的双系统有效地在LFAM中创建了分级的材料过渡.
- 通过优化复合材料原料选择和修改复杂粘度,可以实现材料转换和可调节性质.
- 这种方法为克服多材料LFAM中的分层问题提供了一条途径,增强结构完整性.
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