FDM 3D打�。旱湫蛥�數(shù)對(duì)功能部件的影響

2020年5月25日，南極熊從外媒獲悉，Ahmed Elkaseer、Stella Schneider和Steffen G. Scholz進(jìn)一步深入研究了3D打印參數(shù)和設(shè)置對(duì)零件質(zhì)量的影響，并發(fā)表了論文‘Experiment-Based Process Modeling and Optimization for High-Quality and Resource-Efficient FFF 3D Printing’。

作者表示：3D打印最初是為快速成型而設(shè)計(jì)的，以工程師應(yīng)用為主，而隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在全球越來(lái)越多的用戶開(kāi)始運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)去完成功能性部件的定制化批量生產(chǎn)。然而，在工藝層面，還有很多東西需要學(xué)習(xí)和改進(jìn)，尤其是用戶還在許多應(yīng)用領(lǐng)域中不斷進(jìn)行創(chuàng)新，這些領(lǐng)域從汽車到航空航天到建筑等。

熔絲制造（FFF，F(xiàn)DM，材料擠出）工藝示意圖

這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是FDM（FFF，F(xiàn)DM，Material Extrusion）3D打印，作者研究了大量單獨(dú)可調(diào)的打印參數(shù)，以及為什么缺陷和問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生的原因。作者注意到PLA是3D打印中很受歡迎的材料，由于其更環(huán)保、更容易使用，作者對(duì)測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以下分析。

●填充率
●層厚度
●打印速度
●打印溫度
●表面傾角

測(cè)試樣品的CAD模型（10 mm×46 mm×46 mm）

用Simplify3D作為切片軟件，在Zmorph 2.0 SX上3D打印了測(cè)試樣品。

Zmorph 2.0 SX

作者報(bào)告說(shuō)，在本研究中，所有實(shí)驗(yàn)中的打印參數(shù)保持不變。

打印參數(shù)在試驗(yàn)期間保持不變

可控因素及其絕對(duì)值和正態(tài)化水平值

三個(gè)樣品被3D打印出來(lái)，使研究人員能夠?qū)�工藝反�?yīng)進(jìn)行平均，測(cè)量工藝反應(yīng)的重要性，評(píng)估精度，并計(jì)算百分比誤差。

作者表示："對(duì)于表面粗糙度Ra，使用了測(cè)針式測(cè)繪儀MarSurf GD 26，試樣長(zhǎng)度為4毫米。每次運(yùn)行時(shí)，測(cè)量了三個(gè)樣品在有關(guān)傾斜角處的粗糙度，并計(jì)算出平均值"。

測(cè)針式測(cè)繪儀MarSurf GD 26

(a) 能量測(cè)量裝置Voltcraft Energy Check 3000和 (b) 分析天平Sartorius Extend ED224S

預(yù)測(cè)工藝參數(shù)變化對(duì)X方向10mm長(zhǎng)度的尺寸精度誤差%的影響

分析了所使用的參數(shù)的影響。

●表面粗糙度
●尺寸精度
●生產(chǎn)力
●能源消耗

工藝參數(shù)變化對(duì)Z方向10mm長(zhǎng)度的尺寸精度誤差%的預(yù)測(cè)影響

參數(shù)的相互作用對(duì)Z方向10mm長(zhǎng)度的測(cè)量百分比誤差的影響

考慮到所有參數(shù)，尺寸精度主要受層厚和打印速度的影響，而表面粗糙度主要受表面傾角和層厚的影響。能源消耗和生產(chǎn)率主要受打印速度和層厚的影響。研究人員總結(jié)道："雖然打印參數(shù)之間的相互作用會(huì)對(duì)結(jié)果有利，但也會(huì)阻礙打印過(guò)程。

"一般來(lái)說(shuō)，很明顯，層厚和打印速度在其他參數(shù)的重要性上占主導(dǎo)地位，通常決定了打印過(guò)程的結(jié)果。但是，另一方面，為了保證零件質(zhì)量和資源利用，層厚和打印速度之間會(huì)有一個(gè)權(quán)衡，為了獲得高質(zhì)量和資源節(jié)約型的制造零件，必須解決這個(gè)問(wèn)題。"

打印溫度和打印速度對(duì)Z方向尺寸精度的影響

參數(shù)的相互作用對(duì)測(cè)量的源消耗的影響

編譯自：3dprint