填充路径对FDM制造ABS力学性能的影响

熔融沉积成型制造的塑料件力学性能主要受成型工艺参数的影响。因此,研究了制造成型方向相关填充路径、温度热处理条件对熔融沉积成型ABS试件力学性能的影响。结果表明,ABS试件弹性模量、极限拉伸强度、断裂伸长率和失效形式呈现出与成型取向及填充路径相关的各向异性。采用0°填充路径的ABS试件的拉伸力学性能与成型材料一致;采用±45°填充路径的试件极限拉伸强度为成型材料的0.81倍;采用90°填充路径的试件的拉伸力学性能较差,其极限拉伸强度和断裂伸长率仅分别为成型材料的60.8%和42.7%。在160℃填充路径的下,加热1 h可最大程度改善90°填充路径的ABS试件层间粘结质量,其极限拉伸强度和断裂伸长率分别提升了1.48倍和3.56倍,与成型材料力学性能相近。0°和±45°填充路径的ABS试件失效表现为填充丝材的拉伸和相邻丝材分离,90°填充路径的试件由于层间粘结分离而被破坏。因此,建立了等效力学性能模型分析成型丝材力学性能、填充路径和孔隙率对打印试件弹性模量和极限拉伸强度的影响,预测值与实验数据吻合较好。     

3D打印PEI成型工艺对制品力学性能的影响

聚醚酰亚胺(PEI)具有优良的力学性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能,是工业领域不可或缺的重要材料之一。采用熔融沉积成型(FDM)技术,可用来构建具有复杂几何形状的功能部件。不同的成型工艺参数对零件的力学性能具有较大的影响。研究了3D熔融沉积成型中PEI的填充路径、填充率、成型件放置角度和喷嘴孔径对制品拉伸强度和断裂伸长率的影响,得到了具有最佳力学性能的打印工艺。结果表明,当填充方向为±45°时,试样的拉伸强度最大,为99.4 MPa;当填充方向为0°时,断裂伸长率最大,为15.3%;当填充方向为90°时,试样拉伸强度和断裂伸长率最小,分别为80.2 MPa和12.4%。且不同的放置角度对试样拉伸强度和断裂伸长率影响较大;试样的拉伸强度和断裂伸长率随着喷嘴孔径的增大而减小,当喷嘴孔径为0.4 mm时,其值最大。     

选择性激光烧结聚酰胺12/聚苯乙烯制件质量研究

首先利用DSC分别分析了聚酰胺12(PA12)和聚苯乙烯(PS)的热性能,然后将PA12及PS粉末按不同比例混合,再采用选择性激光烧结技术(SLS)制成PA12/PS制件,研究了PA12与PS的配比对制件尺寸精度、弯曲强度、拉伸强度和微观形貌的影响。结果表明:PA12的熔融温度约为180℃,PS的玻璃化转变温度约为110℃;制件的X向尺寸精度最高,Y向次之,Z向最低;当PS含量为40%时,PA12/PS制件的尺寸稳定性最好;当PS含量为20%时,PA12/PS制件的弯曲强度和拉伸强度比PA12制件分别提高了7.99%和11.42%,且各方向上的尺寸精度均比PA12制件有所改善。     

基于FDM工艺的打印件成型时间与力学性能的研究

为了减少熔融沉积成型工艺(FDM)打印的时间成本以及提高打印件的力学性能,采用正交实验法,就成型层厚、放置方式、成型角度对FDM工艺的成型时间与打印件力学性能的影响进行了详细地研究。结果显示,当成型层厚设为0.27 mm,放置方式为平放,成型角度设为45°时打印效率最高,成型时间最短,为12 min。当成型层厚达到0.27 mm,放置方式为平放,成型角度45°时,断裂伸长率达到最大值8.24%。成型层厚达到0.21 mm,放置方式为躺放,成型角度达到45°时,弹性模量和拉伸强度都获得最大值,分别为3 446.58、67.36 MPa。     

3D打印工艺参数对PLA试件拉伸强度的影响

为了提高熔融沉积成型工艺打印件的力学性能以及减少打印时间成本,利用3ds Max三维建模软件,设计出打印力学试件的三维模型,结合单因素和正交试验分析,研究了填充角度、打印速度、打印温度、填充密度以及分层厚度对聚乳酸(PLA)试件拉伸强度的影响,并对试件拉伸强度进行测试。结果表明,各参数对3D打印PLA试件的影响大小为:填充密度分层厚度填充角度打印温度打印速度,且当打印分层厚度为0.3 mm,打印速度为80 mm/s,打印温度为210℃,填充密度为40%,填充角度为45°,试件具有最优的拉伸强度。     

探究不同因素对单轴向玻璃纤维经编织物增强复合材料性能的影响

主要从玻璃纤维增强材料的角度出发,研究了不同的纱线规格,不同的织物克重和不同的织物成型工艺对复合材料力学性能的影响。研究结果表明:针对0°单轴向玻璃纤维织物增强的复合材料,玻璃纤维纱线的本身模量与复合材料最终的力学性能存在正相关的联系,但与±45°方向的剪切性能没有必然的的联系。增加0°主纱方向的克重,有利于增强0°拉伸和压缩性能,但是当克重增加到一定程度时,0°拉伸和压缩性能基本保持稳定状态。不同的缝编针数成型的玻璃纤维织物对复合材料力学性能基本没有影响。     

FDM 快速成型工艺对成型件力学性能的影响

基于熔融沉积成型(FDM)技术,研究了不同材料、成型件放置角度和喷嘴型号对成型件力学性能的影响,得到具有最佳力学性能的打印工艺。分别以美国Stratasys公司生产的ABS-M30、PPSF和Ultem 9085打印材料为研究对象,采用常规填充方式,以xy平面为基准面,0°~90°范围内分别设置不同放置角度打印并测试其力学性能。结果表明,45°角放置样件的拉伸和冲击强度最佳;随着放置角度的增加,样件弯曲强度也随之增大;采用相同放置方式成型测试样件,T16喷嘴打印成型件较T12喷嘴打印成型件的力学性能更佳。     

超声波振动与热床对熔融沉积成型的影响

为了研究超声波振动与热床对熔融沉积成型技术制造出的聚对苯二甲酸乙二醇酯?1,4?环己烷二甲醇酯（PETG）试件力学性能的影响,在现有熔融沉积成型设备的基础上加入超声波振动装置,通过改变超声波功率、热床温度分别获得拉伸试件和压缩试件,并对试件力学性能进行测试。结果表明,在其他成型参数相同条件下,超声波功率在0~30 W以内时,拉伸强度随着超声波功率的增加而增大,但超声波功率过大易使试件发生翘曲变形;超声波振动能提高试件的压缩强度,当其功率为12 W时,压缩强度最大;热床温度为70 ℃时可获得质量较好的试件,但热床温度变化对试件力学性能的影响不显著。     

层厚/支撑角度及后处理对SLA零件性能的影响

采用VisiJet~SL Black型光敏树脂,从成型过程及后处理工艺出发,研究了切片层厚、支撑角度对成型件尺寸精度和表面精度的影响及二次固化时间对拉伸性能的影响。结果表明,支撑角度越接近45°,试样尺寸精度越高,小支撑角度大层厚试样会出现上表面隆起现象;层厚越大,试样表面越粗糙;二次固化后的拉伸强度在9.33~22.84 MPa之间,断裂机制均为脆性断裂,二次固化时间为200min时,材料的拉伸强度为20.24 MPa,塑性最好,断裂伸长率最大为3.80%;二次固化时间为250min时,拉伸强度最大为22.84 MPa,但塑性降低。     

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。     

健身器械用碳纤维复合材料成型与性能研究

研究了模压温度、模压压力和模压时间对健身器械用碳纤维/聚碳酸酯复合材料宏观形貌、0°和45°方向拉伸性能和冲击性能的影响。结果表明,随着模压温度的升高,碳纤维/聚碳酸酯复合材料的拉伸强度和冲击功呈现先增加而后减小的特征,在模压温度为240℃时取得最大值;随着模压压力的升高,碳纤维/聚碳酸酯复合材料在0°和45°方向的拉伸强度都呈现先增加而后减小的特征,当模压压力为6MPa,碳纤维/聚碳酸酯复合材料具有最佳拉伸强度和冲击韧性结合。随着模压时间的延长,碳纤维/聚碳酸酯复合材料在0°和45°方向的拉伸强度都呈现先增加而后减小的特征,在模压时间为10min时取得最大值。碳纤维/聚碳酸酯复合材料的适宜的模压成型工艺参数为:模压温度240℃、模压压力6MPa、模压时间10min。     

高强钛合金板材的室温成形

<正>科研人员对经820℃退火处理后的2 mm厚高强Ti-6Al-4V合金板材在室温下的成形及回弹行为进行了实验室研究。实验选用的Ti-6Al-4V合金板材的原始组织由93.86%的等轴α相和6.14%的β相组成,平均晶粒尺寸为1.3μm±0.7μm。室温拉伸测试结果显示,其各向异性较大,与轧制方向呈45°方向时,试样的屈服强度最低,延伸率较高,且当达到极     

选择性激光烧结尼龙12/碳酸钙复合材料的成型工艺

采用选择性激光烧结技术制备了纯尼龙(PA)12,PA12/碳酸钙(CaCO_3)和PA12/硅烷偶联剂KH-550改性碳酸钙(CaCO_3)(PA12/CaCO_3/KH-550)复合烧结件。在相同工艺参数下研究了这3种烧结件的成型质量(Z向尺寸精度、弯曲强度和拉伸强度)。在单层厚度0.15 mm、扫描间距0.28 mm下研究了激光功率、扫描速度和预热温度对PA12/CaCO_3/KH-550烧结件成型质量的影响。结果表明,相比未改性的CaCO_3,经KH-550改性的CaCO_3在一定程度上提高了PA12烧结件的成型质量;在实验取值范围内,PA12/CaCO_3/KH-550烧结件的弯曲强度和拉伸强度随激光功率和预热温度的增大而增大,随扫描速度的增大而降低,而Z向尺寸相对误差随激光功率和预热温度的增大表现出由负值逐渐向正值发展,随扫描速度的增大表现出由正值向负值发展;激光功率对烧结件成型质量影响最大,扫描速度影响次之,预热温度影响最小;确定了激光功率25W、扫描速度2000 mm/s、预热温度85℃为最佳工艺参数,此时烧结件Z向尺寸相对误差为-0.02%、弯曲和拉伸强度分别为30.3,26.4 MPa。     

聚酰胺12制品3D打印成型力学性能研究

应用3D打印技术中的熔融沉积成型法(FDM)和选择性激光烧结工艺(SLS)制备聚酰胺12(PA12)试样,研究了3D打印中构建不同取向方式对PA12力学性能的影响。同时,将3D打印试样与传统注射成型试样对比,比较了两者的性能差异。结果表明,FDM技术中构建不同打印取向影响PA12制品的力学性能,与注射成型相比,FDM试样的拉伸强度可达注塑件的56.3 %左右,断裂伸长率约为注塑件的60.9 %;SLS技术中,不同打印取向对制品的拉伸强度无明显影响,其拉伸强度可达注塑件的90 %以上,但其断裂伸长率较低,不足注塑件的10 %。     

玻纤铺层方向对玻纤/EVE复合材料性能的影响

以0°,90°,0°/90°,0°/45°/-45°/90°分别作为玻璃纤维(GF)单向铺层方式,研究了不同的铺层方式对GF/EVE(环氧乙烯基酯树脂)复合材料力学性能的影响。结果表明,0°铺层方向的复合材料在单一方向的力学性能最好,0°/45°/-45°/90°铺层方向的复合材料可以看作各向同性材料,应用范围更加广泛。     

人工神经元网络模型预测3D打印部件力学性能的研究

熔融沉积成型(FDM)是一种高效的增材制造技术。将响应面模型与人工神经元网络(ANN)模型相结合,研究了FDM工艺的喷嘴温度、层高和层积角度对尼龙12(PA12)丝材制造部件力学性能的影响。当喷嘴温度、层高和层积角度分别在220～260℃、0.2～0.4 mm、0°～90°之间变化时,部件拉伸强度和缺口冲击强度分别在35.69～60.89 MPa和5.48～19.83 kJ/m²之间。喷嘴温度、层高、层积角度以及层积角度的二阶效应是影响部件拉伸强度的显著因素;喷嘴温度、层积角度以及层积角度的二阶效应是影响缺口冲击强度的显著因素。ANN模型预测拉伸强度和缺口冲击强度的最优结构分别是3-10-5-1和3-25-24-1,预测的拉伸强度和缺口冲击强度均方误差函数(MSE)最低分别为2.54×10^-4和2.07×10^-4,回归系数均在0.97以上。与响应面的二次回归模型相比,ANN模型预测的拉伸强度和缺口冲击强度与实验值的标准偏差分别为0.46和0.32,远低于二次回归模型的2.43和1.58,更适合于优化非线性的FDM工艺。     

T700／3234层合板力学性能的研究

研究了T700／3234层合板力学性能,T700／3234层合板铺层45°／-45°／0°／90°／0°／0°／90°／0°／-45°／45°.T700／3234中温固化环氧碳纤维单向预浸料适应于热压罐成型工艺方法.测试了23℃、60℃、80℃、100％下,T700／3234层合板拉伸性能、压缩性能、弯曲性能、层间剪切强度及层合板的拉伸剪切强度,得出不同温度下层合板各项力学性能的保持率,表明：T700／3234复合材料使用温度不大于80℃.     

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。     

打印铺层结构及工艺参数对FDM构件力学性能的影响

为了获得性能优异的熔融沉积成型(FDM)构件,应用单轴拉伸试验,基于控制变量法,探讨了打印层厚、打印速度、打印温度等工艺参数及铺层结构对聚乳酸(PLA)试样力学性能的影响。结果表明,FDM打印方式会形成明显的层间界面,当承载方向与堆叠方向一致时,结构的承载能力最差;当铺层为±45°时,试样的弹性模量及拉伸强度达到最大值。且当打印层厚为0.3 mm,打印速度为默认值的70%,打印温度为230℃,可以获得相对最优的力学性能。     

铺层取向对光敏树脂固化快速成型构件力学性能影响

材料的各向异性是影响光敏树脂固化快速成型构件力学性能与工业应用的重要因素。针对光敏树脂固化快速成型中的DM9895光敏树脂类橡胶材料、DM8505光敏树脂刚性材料以及ABSlike光敏树脂类丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料,开展不同铺层方向光固成型拉伸试件的力学测试实验,探讨铺层方向对光敏树脂固化快速成型构件力学性能的影响。研究表明:随着光固化增材制备过程铺层方向角度递增,构件拉伸强度与拉伸断裂能呈递增趋势。ABSlike光敏树脂光固化成型构件力学性能最优,可直接作为承载构件实现工业应用。