Czy wyższe temperatury druku prowadzą do lepszych części drukowanych 3D FDM PLA?

Usterki w wydrukowanych częściach 3D nie zawsze są widoczne, ale defekty wewnętrzne mogą mieć jeszcze większy negatywny skutek niż widoczne. W tym badaniu naukowcy wykorzystali skanowanie CT do niedestrukcyjnego badania wydrukowanych części 3D i sprawdzenia ich jakości. Do wydrukowania kilku próbek z czarnego PLA użyto drukarki 3D Ultimaker 2. Dziewięć zestawów po trzy próbki wydrukowano, a parametry dla każdej części były identyczne, z wyjątkiem temperatury drukowania, która różniła się w stopniach o 10 w zakresie od 180º do 260ºC.

Próbki wydrukowane w 3D zostały poddane próbie do testów na rozciąganie, a następnie zastosowano system CT do testowania jednego z każdego zestawu trzech próbek. Odcinek o długości 20 mm od środka każdej próbki został zeskanowany, a dane CT wykorzystano do analizy porowatości każdej próbki. Naukowcy odkryli, że na wagę próbek wpływ miała temperatura, w której zostały wydrukowane - im wyższa temperatura, tym większa część. Jakość części również stała się wyższa w wyższych temperaturach.

"Przeprowadzono dogłębne badanie wewnętrznej geometrii próbek w ROI uzyskanych z danych CT" - stwierdzają naukowcy. "Brak osadzania prowadzący do większej szczeliny powietrznej obserwowano dla próbek wytwarzanych w niższych temperaturach, co potwierdza wyniki uzyskane z pomiaru masy."

Włókna wzdłużne wykazywały brak wiązania w niższych temperaturach, co czy poprzeczne włókna, chociaż poprzeczne włókna miały mniejszy wpływ na wytrzymałość każdej części niż podłużne. Porowatość każdej części spadła wraz ze wzrostem temperatury.

"Wszystkie próbki zostały poddane jednoosiowemu obciążeniu rozciągającemu" - kontynuują naukowcy. "Wyniki wykazały, że właściwości mechaniczne próbek PLA są zależne od temperatury wytwarzania. Próbki wytworzone w niższych temperaturach miały wyższy procent wydłużenia i mniejszą granicę plastyczności. Przeciwnie, te wytworzone w wyższych temperaturach wykazywały wyższe naprężenia graniczne i mniejsze odkształcenia przy zerwaniu. "

Ogólnie odkryto, że części 3D drukowane w niższych temperaturach miały większe szczeliny powietrzne, co zmniejszało ich wytrzymałość. , co oznacza, że ​​w przypadku mocnych części wyższe temperatury drukowania są idealne CD3D .

"Przy użyciu CT okazało się, że gęstość lokalna jest różna w poszczególnych częściach, niezależnie od temperatury produkcji "- dodają naukowcy."Oznacza to, że części FDM, nawet te drukowane w zalecanym zakresie temperatur ze 100% wypełnieniem, nie osiągają jednorodnej struktury wewnętrznej. Ponieważ porowatość nie jest jednorodnie rozłożona w częściach FDM, nie jest to jedyny parametr oceny wytrzymałości części FDM; jednak cechy geometrii wewnętrznej, takie jak minimalny obszar przekroju uzyskany z CT, dają lepsze informacje do oceny oczekiwanej wytrzymałości części FDM. "

Autorami artykułu są Amir Reza Zekavat, Anton Jansson, Joakim Larsson i Lars Pejryd.