在《华尔街日报》最近发表的一篇文章加法制造,作者提出了一种路径规划算法的打印头熔融沉积成型(FDM) 3 d打印机生成一个单一路径和连续打印的形状而不需要重复每层丝切割。制作样品也表现为作者使用x射线计算机断层扫描(CT)。
研究:一种新颖的单笔划路径规划算法3 d打印机使用连续碳纤维增强热塑性塑料。图片来源:罗伊塞尔吉洛佩兹/ Shutterstock.com
三维(3 d)打印机应用连续碳纤维收到相当大的注意力从研究者和被用来构造复杂形状。然而,使用碳纤维长丝在3 d打印机还有待开发的要求额外的步骤多次削减碳纤维长丝。
背景
优秀的连续纤维复合材料的力学性能使他们的应用程序在3 d打印机的材料。使用它们的传统方法包括他们作为一个中间的制造。
FDM 3 d打印机的工作使用树脂或短纤维作为材料不同于3 d打印机使用连续纤维。然而,使用连续纤维的主要缺点是一个交点在同一层可以打破纤维束由于过剩材料沉积在那些领域,因此限制了喷嘴运动。在这种背景下,限制了纤维分布在十字路口在不改变印刷的其余部分可以有条件地解决问题。
限制纤维分布可以通过导管注入方法或通过创建一个路径使用切片软件和执行多个削减在十字路口或其他点。然而,枪浸渍方法限制了最大的纤维体积分数,和切片的应用软件导致纤维不连续和削弱了包的力量。
关于这项研究
在目前的研究中,作者提出了一个算法打印目标几何在一个冲程。他们创造了一个欧拉图基于目标结构和生成的路径使用Hierholzer与约束的算法。
轮廓内的算法生成一个单一路径,后来变成了一个无向图进一步转化为欧拉图形式单一行程路径。计算欧拉回路的欧拉图可以确定关闭中风。最后,这条路根本调整十字路口和代码转换为几何(刀位点)。
研究发现
在目前的研究中,作者使用蜂窝和三角模式作为输入,和构造样本中观察到使用ScanXmate-L080TT中央上方,x射线CT。
结果显示,小缺口在顶点的折叠部分是由于生成不连续纤维和树脂不执。这些差距大大减少了样品的硬度和强度。进一步,构建与解放军复合物帮助形状的再现性进行比较。结果并没有显示出差距一代与PCA和再现性的顶点是非常高的。
形成的差距是由于三个形状再现性问题。第一个问题是由于纤维的刚度包含连续碳纤维和无法弯曲曲率导致可怜的再现性。此外,灯丝的惯性矩显著影响印刷曲线的再现性严重的曲率。
第二个问题是扭曲的曲率晶格能导致印刷错误的道路。尽管扭转的准确预测是可行的,它不能被几乎为零。第三个再现性问题是新印的灯丝的连续性路径。以前打印的方向之间的区别和喷嘴的方向曲率偏差造成的。这个偏差补偿通过调整参数。
结论
在这项研究中,作者使用了连续碳纤维材料在FDM-based 3 d打印机和提出了一个打印机的打印头的路径规划方法。该方法生成一个single-stroked印刷每一层的路径。每个算法步骤是一个单一的道路。
该方法适用于加密周期模式(变厚度)和复杂的模式没有周期性。尽管目前的研究讨论了晶格几何算法的应用,也可以用于为其他几何图形生成单一路径。
该算法适合复杂的几何图案印刷。因此,作者预测算法的结合模式从拓扑优化。此外,有两个挑战的实际实现这些算法打印复杂的3 d结构。首先是开发一种技术,认为连续纤维的特点与3 d打印目标几何图形的交叉点上。第二个挑战是改变算法的约束条件的基础上,继承了限制从复杂的3 d几何结构和产生一个合适的路径打印目标几何。
从AZoM:阀门诊断如何减少排放化工?
源
山本,K。卢斯,j . v . S。Shirasu, K。,Hoshikawa出版社。一种新颖的单笔划路径规划算法3 d打印机使用连续碳纤维增强热塑性塑料。加法制造(2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860422002160
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。