Araştırma, katman yüksekliğinin 3D basılı PLA'yı nasıl etkilediğini ortaya koyuyor

Aynı 3 boyutlu yazıcıyı aynı PLA malzemesiyle kullanmayı hayal edin.Ancak katman yüksekliğini değiştirerek veya filament renklerini değiştirerek çarpıcı bir şekilde farklı performans özelliklerine sahip parçalar üretmekBu kafa karıştırıcı fenomen, Fused Deposition Modeling (FDM) uygulamalarında nadir görülmez.Bu makalede, bu görünüşte önemsiz faktörlerin “katman yüksekliği ve filament renginin” polilaktik asit baskılarının mekanik özelliklerini ve boyut doğruluğunu nasıl önemli ölçüde etkileyebileceğini inceleniyor., 3D baskı parametrelerini optimize etmek için anlayış sağlıyor.

Genellikle 3B baskı olarak bilinen katkı üretici (AM), endüstriyel üretimi hızla değiştiriyor." Temel prensibi, üç boyutlu nesnelerin birbiri ardınca atılması yoluyla inşa edilmesini içerir.İşleme veya dökme gibi geleneksel üretim yöntemleriyle karşılaştırıldığında, 3D baskı belirgin avantajlar sunar:

• Maliyet ve zaman etkinliği:Alet ihtiyacının ortadan kaldırılması, CAD modellerinden doğrudan parça üretimini mümkün kılarak maliyetleri ve teslim sürelerini önemli ölçüde azaltır.
• Geometrik karmaşıklık:Geleneksel yöntemlerle elde edilemeyen karmaşık tasarımların üretimini kolaylaştırır.
• Hızlı prototip üretimi:Kavram doğrulanmasından nihai ürün üretimine sorunsuz geçişler.
• Malzemenin korunması:Malzeme israfını en aza indirerek katman katman bileşenler üretir.

Bu faydalar, endüstriyel, eğitim, tıbbi ve tüketici sektörlerinde yaygın bir şekilde kullanılmasını teşvik etti ve piyasa tahminleri sürdürülebilir bir büyüme göstermektedir.

Çeşitli 3D baskı teknikleri arasında, FDM, uygun maliyetliliği ve kullanım kolaylığı ile öne çıkıyor.Erimiş malzemenin üç boyutlu nesneler oluşturmak için hassas katmanlara yerleştirilmesiPLA, düşük erime noktası, baskı kolaylığı, minimum toksisite ve yenilenebilir kökenleri nedeniyle en yaygın FDM malzemesi olmaya devam ediyor.

3D baskı, prototiplemeden üretime geçtikçe, parametrelerin optimize edilmesi kritik hale geliyor.ve yüzey dokuları birçok birbirine bağlı süreç değişkenine bağlıdırGeleneksel imalatın aksine, FDM parçacığının dayanıklılığı toplu malzeme özelliklerinden ziyade iç yapıya göre belirlenir.

Araştırmacılar, baskı sıcaklığı, yapım plaka sıcaklığı, katman kalınlığı, baskı hızı, yönelim, raster açısı, doldurma örneği / yoğunluk,Saklama koşullarıBununla birlikte, malzeme özellikleri (renk, çap, üreticisi) ve ekipman değişkenleri (açık/kapalı inşaat ortamı) çalışmalarda sıklıkla yetersiz ilgi görmektedir.

Katman yüksekliği, tipik olarak nozel çapının yarısına kadar sınırlıdır, en çok incelenen FDM parametrelerinden birini temsil eder.Üretim verimliliği ve detaylı bir şekilde üretimi arasındaki bu uzlaşma dikkatli bir şekilde düşünülmelidir.

Katman yüksekliğinin mekanik özelliklere etkisi konusunda akademik fikir birliği bölünmüş kalmaktadır.Diğerleri, katman yüksekliğini nihai germe dayanıklılığını (UTS) etkileyen baskın faktör olarak tanımlar.Eğilimler konusunda çelişkili bulgular mevcuttur. Çoğu araştırmacı, katman yüksekliğinin azalmasıyla UTS'nin arttığını gözlemler, ancak bazıları ters ilişkiler veya optimal ara aralıkları bildirir.

Bu tutarsızlıklar, büyük olasılıkla farklı termal koşullar yaratan parametreler kombinasyonundaki değişikliklerden kaynaklanır ve çalışmalarda geniş katman yüksekliği aralıkları (0.06mm ila 0.6mm) ile daha da kötüleştirilir.

Renklerin PLA mekanik özellikleri üzerindeki etkisini inceleyen araştırmalar, farklı katman yüksekliklerinde nadir bulunmaktadır.Önemsizliğiyle ilgili geleneksel varsayımları yansıtanÜreticiler tipik olarak tüm PLA renkleri için aynı malzeme verilerini sağlarlar, ancak pigment katkı maddeleri ısı davranışını değiştirebilir.

Yeni ortaya çıkan kanıtlar, aynı şekilde basılmış renkli PLA örnekleri arasında UTS farklılıklarının %31'e kadar olduğunu göstermektedir.

Kapsamlı araştırmalar, katman yüksekliğinin PLA parça hassasiyeti üzerinde önemli bir etkisini doğruluyor.Çoğu çalışma, katman yüksekliğinin azaltılması ile üstün boyut doğruluğunu göstermektedir., ancak sapmalar X, Y ve Z eksenlerinde yapı yönelimine bağlı olarak değişir.

Önemli bir araştırma, baskı hızı (50-70 mm / s) ve katman yüksekliği (0.10-0.20 mm) ile özellikli test parçaları için boyut doğruluğu ile ilişkilendirildi.dar katman yüksekliği aralığı (0.10-0.20mm) tipik PLA hassasiyet değerlerini temsil eder.

Sadece iki çalışma, PLA rengini boyut doğruluğunu etkileyen olarak açıkça tanımlar, hiçbirisi renk katman yüksekliği etkileşimlerini incelemedi.Kesinlik için en uygun renk yönelimi kombinasyonları (beyaz/gri/siyah), bir diğeri ise (0,5 mm'lik katmanlarda pembe/gri/yeşil/şeffaf örnekler kullanarak) değişen sıcaklıklarda pigment etkilerini inceledi.Çoğu çalışmada renk kontrol edilemeyen bir değişken olmadığında tam malzeme özellikleri yoktur..

Bu çalışma, PLA renginin FDM baskıdaki katman yüksekliği ve mekanik dayanıklılık/boyut doğruluğu arasındaki ilişkiyi nasıl etkilediğini değerlendirir.gri) ve katman yüksekliği (0.05mm, 0.10mm, 0.15mm, 0.20mm) tek değişkenler olarak tutarlı baskı parametrelerini korurken, araştırma bu kritik etkileşimleri netleştirmeyi amaçlamaktadır.