最近在一项研究发表在开放获取期刊加法制造,研究人员探索一种方法来控制三维(3 d)印刷的材料性质热塑性弹性体(TPE)泡沫样品,调整挤压工艺参数对材料。在印刷环境确定,修改可能允许调整组件的刚度重量比。
研究:掌握3 d印刷热塑性弹性体泡沫结构的密度与温度控制。图片来源:HannaTor / Shutterstock.com
背景
研究变量的微观结构多尺度材料激发了制造材料和过程的合成生产的进展。欧洲杯足球竞彩聚合物在制造容易实现多尺度结构由于其强度重量比,易于加工,和市场的可用性。许多聚合物泡沫通常挤压和批量生产的发泡。
制造复杂的细胞结构是具有挑战性的使用传统的制造方法。然而,进步在添加剂制造技术,使其生产控制孔隙度的分布。由于各种热塑性纤维,可用性和简单性熔丝加工(FFF)或熔融沉积成型(FDM)是一种广泛使用加法制造方法。
这些细丝,通常组成的聚合物如聚碳酸酯(PC)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS),通常用于3 d打印的结构使用3 d体积切片软件矿床层通过挤出机喷嘴。
本文分析了影响喷嘴的温度的灯丝厚度和密度的降低。此外,密度减少预测的温度使用龚珀兹函数。最后,喷嘴温度对特定的模量的影响评估。
关于这项研究
在这项研究中,研究人员使用Nanovia Flex EXP (NFE)发泡的细丝加上未展开的热扩大微球(TEM)。RepRap DIY的弹性样本3 d打印Prussa i3 3 d打印机。喷嘴直径0.8毫米和0.6毫米被用来打印的样品。此外,复合显微镜的熔点和玻璃化转变温度和相变焓变差示扫描量热法(DSC)测定样品密度测量时使用梅特勒-托利多XS205DU平衡。
一个梅特勒-托利多FP82HT热阶段系统被用来确定最大膨胀温度、平均直径和初始扩张引起足够的温度。此外,TEM几何形状和形态NFE丝是用扫描电子显微镜(SEM)观察到的显微图。另一方面,该显微镜的扩张试验得到的曲线。
观察
这是观察到的扩张NFE-compounded TEM显微结构实现密度减少。指出,样品密度将会减少与微球的数量的增加。在3 d打印,NFE丝能够减少样本密度与喷嘴温度。
此外,除了增加了厚层高度和喷嘴直径印花、发泡的细丝的体积流量进一步增加由于TEM的扩张在3 d打印机的加热室。然而,质量流率减少,NFE灯丝会花更多的时间在3 d打印机的加热室,因此融化在打印机的挤出机和系统堵塞。增加层高度或者印刷的速度可以避免这种失败。
另外,样品的扫描电镜截面显微图显示出细胞密度的增加。也观察到的细胞分布仍均匀样品即使温度的增加导致了细胞密度增加。减少沉积样品层之间的孔隙是由于TEM扩张由于增加喷嘴温度。此外,研究小组发现,密度是影响温度升高的TEM体积分数和减少由于TEM扩张。
虽然线性曲线得到描述密度与TEM体积分数增加,减少泡沫样品,未展开的细丝印刷在240°C显示非线性行为在200 - 250°C喷嘴温度。占,龚珀兹函数被用来评估密度对温度降低。此外,它也被观察到喷嘴温度上升降低了样品的抗拉强度,造成由于增加microporosites样本内的TEM扩张。
结论
总结,团队学习能力的物理特性和发泡的细丝产生微观水平上闭孔形态使用法国足协的过程。根据作者,3 d打印的操作参数提供了一种新颖的方式法国足协3 d印刷过程,它允许原位发泡与标本制作与泡沫的梯度,提供一个潜在的应用发泡的梯度结构的纤维生产。
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源
Ajinkya帕瓦尔,Gilles Ausias Yves-Marie来往,伊夫Grohens,朱利安Ferec,掌握3 d印刷热塑性弹性体泡沫结构的密度与温度控制,加法制造、2022、103066、ISSN 2214 - 8604,https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103066
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