FDM工艺制品精度分析及优化方法

在熔融沉积技术(FDM)中,各种变量如机械结构、耗材种类、层高、打印速度、温度、支撑方式等对最终打印制品的外观和尺寸精度有较大影响。文章详细分析了FDM工艺成型方式,利用FDM工艺的3D打印机制作相关实验模型,通过精确测量和理论分析获知误差产生的原因,并提出相关优化方案。对提高FDM工艺的3D打印制品精度有重要意义,有助于推动3D打印技术工业化应用。     

拉伸方式对聚醚醚酮纤维结构和性能的影响

采用进口聚醚醚酮(PEEK)树脂为原料,熔融纺丝制备了PEEK初生纤维,研究了一次拉伸和二次拉伸对PEEK纤维结构和力学性能的影响。结果表明:在150～270℃内,随着拉伸温度的提高,PEEK初生纤维的最大拉伸倍数增大,纤维的取向因子和力学性能提高;一次拉伸和二次拉伸时纤维的最大拉伸倍数相同,纤维的取向度、结晶度和力学性能基本相当,但二次拉伸纤维干热收缩率较低。二次拉伸时,总拉伸倍数相同,随着一段拉伸倍数的增大,纤维取向因子增大,力学性能提高;随着二段拉伸温度的提高,纤维结晶度增大,干热收缩率减小,取向因子基本相同,力学性能更优。     

FDM工艺中填充方式对塑料制品力学性能的影响

采用熔融沉积成型方式制备ABS力学测试样条,通过拉伸和冲击测试研究不同填充方式对塑料制品拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度的影响。实验表明,对于方格填充呈现出随填充角度增大,拉伸强度和断裂伸长率增大,冲击强度减小的现象。直线填充与45°方格填充实测结果近似相同,蜂窝填充拉伸强度和断裂伸长率与15°方格填充近似相同,冲击强度与30°方格填充近似相同。在实际生产中,需根据制品力学性能要求在其不同区域选择合适的填充方式,以提高制品整体力学性能,降低生产成本。     

加热方式对好氧颗粒污泥脱氮性能的影响

基于好氧颗粒污泥(AGS)无机高氨氮废水脱氮系统,考察了冬季不同加热方式对AGS脱氮性能及稳定性的影响。在前40 d的运行过程中,仅靠序批式反应器(SBR)内加热棒加热无法有效维持水温,常会观察到颗粒破碎产生的絮状污泥,且胞外聚合物(EPS)波动较大、氨氧化细菌的活性明显减小,AGS对总无机氮(TIN)的去除率在28.3%～60.4%。41～86 d,反应器-进水箱联合加热可使水温维持在30℃左右,反应器内絮状污泥逐渐减小,颗粒结构趋于致密,EPS、混合液悬浮固体浓度、比好氧速率等指标逐渐趋于稳定。72 d后AGS对TIN的去除率上升至90%以上。温度对AGS的沉降性能、外投碳源利用率、总磷(TP)去除及反硝化细菌丰度影响不大,但对脱氮效率及硝化细菌丰度有明显影响。两种加热方式下亚硝化菌属(Nitrosomonas)丰度经历了先明显减小后显著增大过程(由3.51%降至0.69%,再升至14.64%),以Thauera为代表的反硝化细菌丰度保持在50%左右。利用硝化细菌与反硝化细菌工作温度差异,87、88 d考察了硝化阶段加热、反硝化阶段不加热对AGS脱氮性能的影响,发现AGS对TIN的...     

定向拉伸对有机玻璃性能的影响

介绍了定向拉伸的原理,从工艺角度阐述了定向拉伸对有机玻璃性能的影响。     

FDM工艺对PLA/SAO复合材料成型件性能的影响

基于熔融沉积成型(FDM)技术,以自行开发的聚乳酸/Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+(PLA/SAO)复合打印材料为研究对象,分别利用正交试验和对比实验考察了FDM工艺参数对PLA/SAO复合材料成型件力学性能和发光性能的影响,以期获得力学及发光性能最佳的成型件及其打印工艺。结果表明:FDM工艺参数对成型件拉伸强度的影响由大至小依次为填充率、取向、光栅角度,最优参数组合为光栅角度30?/120?、填充率100%,采用平卧式打印方式;对成型件冲击强度的影响由大至小依次为填充率、取向、光栅角度,最优参数设置与拉伸强度的设置条件相同。此外,光栅角度对材料的发光性能影响不大,当填充率为100%,取向为平躺式时,成型件的发光性能更佳。     

打印方式对熔融沉积(FDM)产品力学性能的影响

通过挤出成型制备聚乳酸线材,采用熔融沉积方法制备标准样条,研究层积角度、打印层厚度和填充密度对打印产品的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和表面形貌等性能的影响。研究结果表明:产品打印时的沉积角度为0°打印的产品,其力学性能比沉积角度为45°的低;打印层厚度为0.2 mm产品的力学性能略高于层厚为0.1 mm的产品;打印产品的弯曲强度和冲击强度随着填充密度的增加而增加。     

拉伸倍率对BOPP薄膜性能的影响

选取一种双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜专用料进行了双向拉伸实验,在不同拉伸倍率下制备了BOPP薄膜试样,并对原料性能及所制备薄膜的光学性能、力学性能等进行了研究,从而建立起了拉伸倍率与薄膜拉伸成型和薄膜性能间的对应关系。结果表明,随纵向（MD）拉伸倍率的增大,薄膜雾度降低,光泽度升高;而随横向（TD）拉伸倍率的增大,薄膜的TD向拉伸强度呈线性提高,BOPP薄膜的性能主要受TD向拉伸倍率的影响。     

偏二甲肼对丁苯橡胶拉伸性能影响的研究

通过接触老化实验,研究了一定温度条件下偏二甲肼(UDMH)与丁苯橡胶(SBR)接触时间对SBR拉伸性能的影响。结果表明SBR浸泡后拉伸强度和扯断伸长率的变化率随浸泡时间的延长而呈对数趋势下降。通过比较浸泡后取出立即进行拉伸性能测试和取出干燥后待质量不再变化再进行测试2种情况,分析得出了导致SBR拉伸性能下降的主要原因之一为溶胀效应。通过实验说明了对与推进剂接触的橡胶制品防护的重要性,并提出了具体的防护措施。     

试样厚度对聚乙烯拉伸性能的影响

通过对不同厚度聚乙烯试样的拉伸试验进行分析.结果表明,试样厚度对聚乙烯的强度、应变、拉伸模量均有较大影响,对单位面积的屈服吸收能没有影响;现有塑料制品设计中,材料的拉伸性能和制品厚度为独立参数的做法存在隐患.     

线膨胀系数对拉伸剪切性能的影响

为获得高强稳定的粘接,绝不可忽视被粘材料和胶黏剂的线膨胀系数对粘接件力学性能的影响。西北工业大学理学院高分子研究所对此进行了专门实验研究,采用改性环氧胶黏剂粘接不同的材料,并对粘接件进行拉伸剪切强度测定和温度影响试验,试验条件为120℃／8h＋180℃／2d,得出了很有价值的结论：（1）被粘材料线膨胀系数不同,使胶层在热冷（热处理和冷却）变化过程中受内应力作用而破坏,同时热空气进入胶层而使胶层氧化变色,致使胶黏剂界面结合强度和胶黏剂本身强度降低,结果拉伸剪切强度下降。例如,     

纳米二氧化硅对涤纶拉伸性能的影响

用原位聚合法制备不同含量纳米SiO2的PET/SiO2切片,并对其进行纺丝。测试结果显示:含纳米SiO2的PET切片纺丝温度降低了15℃,初生丝及POY的拉伸平台分别比对照样品大约25%和10%,二者的平台更平直,而且有明显的转折点。这表明含纳米SiO2的纤维有更好的可纺性和拉伸性能。热台偏光显微镜和DSC实验都证实了在降温过程中,微晶出现的起始温度比对照样品降低了15℃,但随后的结晶速率大大加快。电镜照片表明,含纳米SiO2的丝表面出现凹坑,这现象也将有利于染整工艺。     

温度冲击对纤维拉伸性能的影响

依据GB/T 19975-2005标准中高强化纤长丝拉伸性能试验方法测量不同类型快速温变后对芳纶纤维拉伸性能的影响.分别从高温放入、低温放入、常温放入三个初始条件设计快速温变程序,研究高低温冲击对纤维拉伸性能的影响,同时也进行单一高温暴露条件进行对比试验.结果 表明,高低温冲击纤维在经过高低温冲击后,拉伸性能与单一高温...     

冷却方式对GF/PP复合纱针织物复合材料拉伸性能的影响

本文研究冷却方式对GF/PP复合纱针织物复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着冷却速度的减慢及冷却时间的延长,复合材料的拉伸强度和弹性模量呈现出增大的趋势,而断裂应变则逐渐减小。为了解释这种现象,本文利用X射线衍射的方法对不同冷却方式得到的复合材料的基体的结晶结构进行分析比较,发现随着冷却速度的减慢及冷却时间的延长,GF/PP复合材料的聚丙烯基体的结晶度、微晶尺寸和球晶大小都有所增大。     

氧化加热介质对碳纤维性能影响

对经过不同加热介质即空气、φ(氧)=20%、φ(氧)=15%气氛预氧化处理的聚丙烯腈PAN纤维,通过对预氧化纤维密度、氧含量对比分析,在240℃后随着温度的增加以空气、φ(氧)=20%气氛处理的预氧化纤维密度增长较快,而φ(氧)=15%气氛处理的预氧化纤维密度相对增长缓慢,有利于纤维的结构控制。经过碳化处理得到碳纤维样品力学性能的分析。经低φ(氧)加热介质预氧化处理的预氧化纤维氧化反应缓和产生的缺陷较小,氧化纤维均质化程度更高。因此制备的碳纤维拉伸强度更高。     

拉伸速率对PA6聚集态结构和拉伸性能的影响

对PA6进行不同速率下的拉伸试验,同时采用XRD、DSC分析PA6聚集态结构变化。结果表明:当拉伸速率为10、20 mm/min的低速拉伸时,由于PA6晶体经历了破坏后分子链取向排列结晶再破坏的过程,发生二次屈服现象。当拉伸速率增大到50 mm/min以上时,二次屈服现象消失。随着拉伸速率的增加,PA6晶体破坏严重,导致结晶度下降,表现出屈服强度呈上升趋势,同时分子链没有足够的时间发生运动、取向排列,表现为断裂伸长率呈下降趋势。     

加热时间对滚塑制品性能的影响

使用滚塑级线型低密度聚乙烯(LLDPE)粉末,研究了加热时间对滚塑制品性能的影响。结果表明:在滚塑成型工艺中,存在最佳加工温度区间,且该区间位于凝结段;对于滚塑制品的断裂伸长应变和弯曲模量,在消泡段存在加热陷阱,应尽量避免在这一温度区间进行加工。     

加热方式对甲醇蒸汽重整特性的影响

为了进一步提升重整器的热效率和启动特性,设计了一种紧凑型内部加热管式反应器用于甲醇蒸汽重整现场制氢。对比研究了内外2种加热方式对反应器启动性能、床层温度分布、甲醇转化率和反应器热效率的影响。结果表明：与外部加热相比,内部加热仅需8%的加热功率即可达到反应温度,且启动时间减少了46.2%。内部加热时由反应导致的温差,以及反应温度和空速对床层温度分布的影响均小于外部加热,甲醇转化率优于外部加热。反应器热效率随着反应温度的增大略微减小,但随着空速的增大而增大。当空速为4 000 mL/(g·h)时,采用内部加热的反应器热效率为75.4%,为外部加热的2.2倍,甲醇转化率比外部加热时提升7.2%。该内部加热反应器可用于调节电网负荷的分布式制氢场合。