3D打印溫度對(duì)銅金屬聚乳酸復(fù)合材料的影響

來源：中國教育裝備網(wǎng)

在《打印溫度對(duì)銅金屬聚乳酸的機(jī)械性能的影響》中，研究人員概述了他們對(duì)金屬聚乳酸的研究結(jié)果。作者使用銅金屬聚乳酸和15%銅金屬粉末進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并與純聚乳酸進(jìn)行了比較，并注意到了機(jī)械性能的差異。打印溫度范圍從180Ԩ到230Ԩ，增量為5Ԩ，3D打印出立方體樣本用于研究。

因?yàn)榻饘偬畛涞拈L絲是由較重的材料制成的，它們比許多其他材料更致密，手感“更重”，并帶有金屬飾面。許多粉末可以添加到長絲中，形成復(fù)合材料，提高機(jī)械性能。金屬聚乳酸更容易處理;事實(shí)上，研究人員指出，你可以在家里以百分之一的成本使用這種復(fù)合材料。

盡管在金屬3D打印中，仍有許多未知領(lǐng)域，特別是考慮到將要達(dá)到的極端溫度，高達(dá)1400攝氏度。雖然大多數(shù)能夠產(chǎn)生這種熱量的硬件成本都很高，但仍然有許多關(guān)于打印參數(shù)的“未經(jīng)測(cè)試的理論”。

研究人員表示：“假設(shè)溫度的變化受化合物的金屬與聚乳酸比例的影響，可以確定打印金屬聚乳酸的最佳設(shè)置?！?br />
雖然以前的研究可能已經(jīng)證明金屬粉末降低了金屬聚乳酸的打印溫度，但在本研究中，它們改變了金屬粉末的數(shù)量，研究了機(jī)械性能和拉伸強(qiáng)度。樣品由50%填充密度組成，使用1.0大小的噴嘴和45 mm/s的打印速度。為每個(gè)打印溫度創(chuàng)建了五個(gè)樣品。

“為了進(jìn)行能量分散X射線光譜(EDX)表征，銅金屬聚乳酸和純聚乳酸的樣品被打印成尺寸為22×10×10毫米的長方體形狀?！毖芯咳藛T表示。

評(píng)估樣品以觀察銅與聚乳酸混合的有效程度。在檢查樣品時(shí)，科學(xué)家們意識(shí)到銅的聚乳酸長絲線軸樣品“混合良好”。然而，一些樣品確實(shí)提醒它們有堵塞的可能性，因?yàn)檫@樣的附聚物會(huì)影響噴嘴直徑。

由于樣品中只有四分之一的圖像顯示出附聚物的存在，因此優(yōu)質(zhì)的銅聚乳酸長絲軸被認(rèn)為是好的。

研究小組注意到，適當(dāng)?shù)拇蛴囟入S著拉伸強(qiáng)度的增加而增加，同樣的性能隨著溫度的升高而降低到最低水平。

“由于金屬聚乳酸在215Ԩ至230Ԩ之間的性能差異很小，因此金屬聚乳酸的最佳打印溫度為215Ԩ。從經(jīng)濟(jì)角度來看，金屬聚乳酸的成本高于普通聚乳酸，但如果在215Ԩ的最佳打印溫度下進(jìn)行打印，則金屬聚乳酸的回報(bào)是結(jié)構(gòu)重量大，減少材料收縮，提供更高的拉伸強(qiáng)度?！毖芯咳藛T總結(jié)道。

“提高印刷溫度可能會(huì)產(chǎn)生額外的拉伸強(qiáng)度，但也會(huì)增加整體印刷成本。由于3D打印機(jī)在整個(gè)打印時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，因此較高的打印溫度會(huì)導(dǎo)致使用的電量增加?！?br />
隨著3D打印和增材制造工藝的不斷發(fā)展，研究人員非常癡迷于完善機(jī)械性能，從精制FDM 3D打印到創(chuàng)建形狀記憶聚合物和碳復(fù)合材料。