Naukowcy badają wpływ grubości warstwy na trójwymiarowe próbki PLA

Streszczenie brzmi: "Badanie rozpoczyna się od stworzenia solidnego modelu 3D opartego na normach ASTM dla testu wytrzymałości na zginanie materiału przy użyciu metody zginania trzypunktowego. Trzypunktowy test zginania przeprowadzono przy użyciu uniwersalnej maszyny testującej Tensilon - ORAZ RTF-2410 z czujnikiem wagowym o wartości 100 kN, kształcie i rozmiarze próbki zgodnie ze standardową wielkością ASTM D 790. Wynik pokazał, że grubość warstwy miała wpływ na wytrzymałość na zginanie PLA próbki. Maksymalne wytrzymałości na zginanie od Lt = 0,4 do 0,5 mm znacznie wzrosły. Co więcej, nic nie jest warte, aby plastyczność spadła wraz ze wzrostem grubości warstwy. Zgodnie z wynikami testu, maksymalna wytrzymałość na zginanie wystąpiła przy grubości warstwy 0,5 mm z 59,6 MPa, a minimalna wytrzymałość na zginanie wystąpiła przy grubości warstwy 0,1 mm przy 43,6 MPa. Większa grubość warstwy miała tendencję do zwiększania wytrzymałości. Grubsza warstwa jest silniejszym wiązaniem warstwowym w utrzymywaniu zginania obciążenia. W tym badaniu grubsza warstwa miała tendencję do wykazywania pęknięcia rozwarstwiania o 90 stopni, a cieńsza warstwa wykazywała skłonność do rozwarstwiania o 45 stopni zgodnie z kierunkiem drukowania wynoszącym ± 45 °. "

Zespół zacytował innych badaczy, zauważając, że podczas gdy "grubość warstwy została szeroko przebadana, należy ją poddać dalszej analizie" z powodu rozbieżności wyników dotyczących cech, takich jak wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na zginanie CD3D .

" Celem tego badania jest poznanie wpływu grubości warstwy {0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5} mm na właściwości giętki PolyLactid Acid ( PLA) Drukowanie 3D - napisali naukowcy.

Naukowcy postanowili przeanalizować wytrzymałość na zginanie próbek 3D wydrukowanych z komercyjnego żarnika PLA 1.75 mm na stacjonarnej drukarce 3D FDM50-5050 autorstwa ZBOT.CC. Przeprowadzono trzypunktowe testy zginania w celu określenia odpowiedzi giętkiej wydrukowanych próbek 3D pod względem wytrzymałości i sztywności.

"W tym badaniu próbka stała była wypełniona analizowanym obwodem rastra, w którym narzędzie ścieżka została odsunięta od obwodu o odległość odpowiadającą rozmiarowi dyszy ", wyjaśniają naukowcy.

Wyniki pokazują, że wytrzymałość na zginanie materiałów PLA była w istocie znacząco zmieniona przez grubość warstwy drukowanej 3D sample.

"Grubość warstwy jest bezpośrednio związana z liczbą warstw potrzebnych do wydrukowania części, a tym samym do czasu drukowania", naukowcynapisał.

"Każda próbka ma tę samą grubość 4 mm, ale grubość warstwy próbki jest różna od {0,1, 0,2, 0,3, 0,4 i 0,5} mm, aby uzyskać grubość 4 mm. Maksimum obciążenia otrzymane przez próbkę jest różne dla każdej próbki, tak że wartość wytrzymałości na zginanie również jest różna. Wpływ grubości warstwy na właściwości giętkości był różny dla każdej próbki. W tym przypadku wyższa grubość warstwy miała tendencję do zwiększania wytrzymałości. Wyniki te były zgodne z poprzednimi pracami z PLA. "

Ich wyniki pokazały, że pod względem orientacji pionowej wytrzymałość na zginanie i rozciąganie wzrasta wraz ze wzrostem grubości warstwy, a także tym, że grubość warstwy jest większa, im większa wytrzymałość.

"Grubsza warstwa jest silniejszym wiązaniem warstwowym w utrzymywaniu zginania obciążenia" - podsumowali naukowcy. "W tym badaniu grubsza warstwa miała tendencję do wykazywania pęknięcia rozwarstwionego o 90 stopni, a cieńsza warstwa wykazywała skłonność do rozwarstwiania o 45 stopni zgodnie z kierunkiem drukowania o ± 45 °."

W przyszłości naukowcy planują przeanalizować wpływ orientacji na konstrukcję, szybkości posuwu i łaty narzędziowej na właściwości mechaniczne drukowanych części 3D.