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。