3D打印技術(shù)研究新發(fā)現(xiàn):降低孔隙率,提高密封性
魔猴君 行業(yè)資訊 2330天前
任何不成熟的研究都會(huì)存在問題,3D打印技術(shù)也不例外,研究人員對(duì)金屬3D打印部件中造成結(jié)構(gòu)缺陷(氣孔)和其他缺陷的原因進(jìn)行了很多研究,使用其他種類材料制成的3D打印部件也會(huì)遇到問題。
3D打印的迅速發(fā)展帶動(dòng)了各個(gè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,打印質(zhì)量的良莠不齊也因此成為了一個(gè)亟待解決的問題,相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究人員急需找到一種方法來保證打印件的質(zhì)量統(tǒng)一。
針對(duì)不同形狀的物體的3D打印質(zhì)量的功能評(píng)估
俄羅斯科學(xué)院'NDZelinsky有機(jī)化學(xué)研究所正在努力消除使用3D打印創(chuàng)建的PLA物體的孔隙率,并評(píng)估3D打印物體的質(zhì)量,研究人員學(xué)習(xí)了一些關(guān)于3D打印過程中能產(chǎn)生問題的對(duì)象。
3D打印繼續(xù)快速發(fā)展,用于各種行業(yè)的3D打印件和零件的材料也一樣。基于擠壓的3D打印技術(shù)(如熔融沉積造型(FDM))是最流行的方法之一,但為了保持這些3D打印部件的質(zhì)量保持一致,我們必須找到一種方法來減少高孔隙率和不良密封屬性。
3D打印件對(duì)于液體和氣體的有效密封是其設(shè)計(jì)能夠用于研究、工業(yè)和各類實(shí)際應(yīng)用的裝置的必要要求。對(duì)此,研究人員共同發(fā)表了論文,題為”Improvementofqualityof3Dprintedobjectsbyeliminationofmicroscopicstructuraldefectsinfuseddepositionmodeling”(通過消除熔融沉積中的微觀結(jié)構(gòu)缺陷來提高3D打印物體的質(zhì)量),該論文對(duì)團(tuán)隊(duì)的最新研究成果做了解釋。
3D打印形狀的質(zhì)量評(píng)估
論文介紹了一種評(píng)估3D打印對(duì)象質(zhì)量的簡(jiǎn)單而有效的方法,內(nèi)容是:“融合沉積建模(FDM)的增材制造目前針對(duì)廣泛的研究和商業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。FDM創(chuàng)造的產(chǎn)品的主要缺點(diǎn)是它們的質(zhì)量低劣和結(jié)構(gòu)缺陷(孔隙度),這在使用它們進(jìn)行功能原型設(shè)計(jì)和直接數(shù)字化制造旨在與氣體和液體接觸的物體時(shí)造成障礙。
使用這種方法顯示印刷物體的壁面滲透性取決于其幾何形狀,并且在以下系列中逐漸減?。簣A柱體>立方體>金字塔>球體>圓錐體。發(fā)現(xiàn)細(xì)絲進(jìn)料速率,壁幾何形狀和G代碼定義的壁結(jié)構(gòu)是影響3D打印產(chǎn)品質(zhì)量的主要參數(shù)。這些參數(shù)的優(yōu)化導(dǎo)致質(zhì)量的整體提高和密封性能的改善。已經(jīng)證明,使用常規(guī)打印機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)燈絲可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的3D打印物體?!?/span>
(A)圓柱體,(B)圓錐體,(C)球體,(D)加入的圓柱體/圓錐體
(E)金字塔,(F)立方體。
研究人員使用的是桌面型的PicasoDesignerPRO2503D打印機(jī),利用PLA材料以各種形狀(如球形,金字塔形,圓柱形和圓錐形)3D打印物體,然后分析物體。他們開發(fā)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來評(píng)估3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量,這些產(chǎn)品從一個(gè)柔性管道連接到一個(gè)空氣壓縮機(jī)開始。
然后將物體放入透明的充滿水的玻璃容器內(nèi),然后通過管道施加低內(nèi)部氣體壓力。這導(dǎo)致氣泡從物體的毛孔中散發(fā)出來,然后滲透到它的墻壁上。
孔的直徑越大,通過這個(gè)孔的氣泡形成越強(qiáng)烈。印刷部件表面氣泡的數(shù)量密度對(duì)應(yīng)于壁內(nèi)通道的密度,氣泡流動(dòng)的強(qiáng)度和密度分別對(duì)應(yīng)于孔隙的線性尺寸和密度。
這種方法可以用在所有物體上,不管形狀如何,3D打印物體的透氣性非常依賴于它的幾何形狀,甚至比擠出溫度或使用的聚合物的類型還要多。
印刷不同壁厚的圓柱形管
目前研究表明,即使使用便宜的個(gè)人3D打印機(jī),3D打印也適用于生產(chǎn)具有良好密封性能的完整和功能一致的產(chǎn)品。當(dāng)然,通過3D打印制造的每個(gè)特定案例都可能需要單獨(dú)優(yōu)化參數(shù),特別是在更改3D打印機(jī)或燈絲材料的模型時(shí)。產(chǎn)品性能可能受到供料器結(jié)構(gòu),有無封閉殼體,工作平臺(tái)加熱模式,擠出機(jī)冷卻系統(tǒng)等的影響。盡管如此,通過適當(dāng)優(yōu)化印刷條件,商用臺(tái)式3D打印機(jī)可適用于為各種應(yīng)用生產(chǎn)密封容器。建議的質(zhì)量評(píng)估程序允許通過消除結(jié)構(gòu)缺陷逐漸提高3D打印物品的質(zhì)量。