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美大学生关于如何增强3D打印对象强度的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-11-13  浏览次数:291
PLA塑料是当下桌面型3D打印机最常用的耗材之一,不过很多3D打印爱好者可能都有体会,虽然PLA已经很好用,但在打印过程中仍然会出很多问题。3D打印时,一点小小尘土、打印机稍微动一下,或打印平台调校得不够平都会使打印结果一团糟。同样地,用PLA材料打印的物品,虽然强度已经比较高,但在压力下仍然会破裂,毕竟它仍然是塑料。
 
美国亚利桑那州立大学的四名学生,其中包括Ben Zimmerman和其他三人,决定研究如何设置3D打印机才能用PLA材料制造出强度更高、更坚硬的的对象,并以此作为他们高级工程学课程的毕业论文。该项目的标题是:《实验设计:3D打印参数及其对PLA拉伸性能的影响(Design of Experiment: 3D Printing Parameters and Their Effects on Tensile Properties of Poly(lactic) Acid (PLA))》
 
Zimmerman设定了影响3D打印效果的四个关键因素,即打印方向、打印速度、退火温度和退火时间。所谓退火是指将3D对象放置于工业炉中一段时间后,然后再慢慢冷却的热处理过程。

他们的研究结果揭示了一些有关如何3D打印强度更高的物品的有趣而有用的信息,以及当3D打印完成后如何增加其强度。下面是他们的结论:
 
打印方向
 
最佳的打印方向是水平的。水平放置的3D打印对象扛拉力性能最好。
 
打印速度
 
在他们的实验中,最佳打印速度为90毫米/秒,这样的速度与较慢的45毫米/秒相比,打印对象的抗断强度数值得到了优化。
 
退火温度和时间
 
打印完成后的物品放入工业炉中进行退火处理的最佳时间是30分钟,温度为140?C。需要注意的是,PLA线材最初的挤出温度是190?C。
 
这项研究虽然简单,但可能会澄清一些人关于3D打印技术和后处理在实际操作中面临的一些问题。 
 
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