Исследование показывает, как высота слоя влияет на цвет 3D-печати PLA

Представьте, что вы используете один и тот же 3D-принтер с идентичным материалом PLA,но производить детали с резко отличающимися характеристиками производительности просто путем изменения высоты слоя или переключения цвета нитейЭто запутанное явление не редкость в применении моделирования расплавленного осаждения (FDM).В этой статье рассматривается, как эти, казалось бы, незначительные факторы - высота слоя и цвет нити - могут существенно повлиять на механические свойства и размерность полимолочной кислоты (ПМК)., предоставляя информацию для оптимизации параметров 3D-печати.

Аддитивное производство (АМ), известное как 3D-печать, быстро трансформирует промышленное производство." его основной принцип заключается в построении трехмерных объектов путем последовательного отложения материалаПо сравнению с традиционными методами производства, такими как обработка или литье, 3D-печать предлагает различные преимущества:

• Эффективность затрат и времени:Устранение необходимости в инструментах позволяет производить непосредственно детали из моделей САПР, что значительно сокращает затраты и сроки производства.
• Геометрическая сложность:Упрощает изготовление сложных конструкций, недостижимых традиционными методами.
• Быстрое создание прототипов для производства:Беспрепятственный переход от проверки концепции к производству конечного продукта.
• Сохранение материалов:Создает компоненты слой за слоем, минимизируя материальные отходы.

Эти преимущества способствовали широкому распространению в промышленных, образовательных, медицинских и потребительских секторах, а прогнозы рынка указывают на устойчивый рост.

Среди различных методов 3D-печати FDM выделяется своей доступностью и простотой работы.отложение расплавленного материала в точные слои для формирования трехмерных объектовPLA остается наиболее распространенным материалом FDM из-за его низкой температуры плавления, простоты печати, минимальной токсичности и возобновляемого происхождения.

Поскольку 3D-печать переходит от прототипирования к производству, оптимизация параметров становится критической.и текстуры поверхности зависит от многочисленных взаимосвязанных переменных процессаВ отличие от обычного производства, прочность деталей FDM определяется внутренней структурой, а не свойствами сыпучего материала.

Исследователи исследовали множество параметров, включая температуру печати, температуру плита изготовления, толщину слоя, скорость печати, ориентацию, угол растра, шаблон наполнения / плотность,условия храненияОднако спецификации материалов (цвет, диаметр, производитель) и переменные оборудования (открытая/закрытая среда построения) часто получают недостаточное внимание в исследованиях.

Высота слоя, обычно ограниченная половиной диаметра сопла, представляет собой один из наиболее изученных параметров FDM.Этот компромисс между эффективностью производства и детализацией требует тщательного рассмотрения.

Академический консенсус относительно влияния высоты слоя на механические свойства остается разделенным.в то время как другие определяют высоту слоя как преобладающий фактор, влияющий на конечную прочность на растяжение (UTS)Существуют противоречивые результаты относительно тенденций. Большинство исследователей отмечают увеличение UTS при снижении высоты слоя, хотя некоторые сообщают об обратных отношениях или оптимальных промежуточных диапазонах.

Эти расхождения, вероятно, происходят из-за изменений в комбинациях параметров, создающих различные термические условия, усугубляемые широкими диапазонами высоты слоя (0,06 мм до 0,6 мм) в исследованиях.

Исследования, изучающие влияние цвета на механические свойства PLA на различных высотах слоев, остаются скудными.отражает обычные предположения о его незначительностиПроизводители обычно предоставляют идентичные данные о материале для всех цветов ПЛА, но пигментные добавки могут изменять тепловое поведение, влияя на адгезию между слоями и, в конечном счете, механические характеристики.

Появляющиеся данные свидетельствуют о вариациях UTS до 31% между идентично напечатанными цветными образцами PLA. Однако ни одно существующее исследование не анализирует всесторонне взаимодействие цвета и высоты слоя на UTS.

Обширные исследования подтверждают существенное влияние высоты слоя на точность PLA.Большинство исследований показывают превосходную точность измерений с уменьшенной высотой слоя, хотя отклонения варьируются по оси X, Y и Z в зависимости от ориентации конструкции.

Одно из примечательных исследований связывало скорость печати (50-70 мм / с) и высоту слоя (0,10-0,20 мм) с точностью измерений для представленных тестов.хотя узкий диапазон высоты слоя (0.10-0.20 мм) представляет собой типичные критерии точности PLA.

Только два исследования явно идентифицируют цвет PLA как влияющий на точность измерений, ни одно из которых не исследует взаимодействие высоты цвета-слоя.Одно установленное оптимальное сочетание цветовой ориентации (белый/серый/черный) для точности, в то время как другой (с использованием розовых/серых/зеленых/прозрачных образцов в 0,5 мм слоях) изучал эффекты пигмента при различных температурах.В большинстве исследований отсутствуют полные характеристики материала, когда цвет не является контролируемой переменной..

В данном исследовании оценивается, как цвет PLA влияет на взаимосвязь между высотой слоя и механической прочностью/мерной точностью в FDM-печати.серый) и высота слоя (0.05 мм, 0.10 мм, 0.15 мм, 0.20 мм) как единственные переменные при сохранении последовательных параметров печати, исследование направлено на выяснение этих критических взаимодействий.