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PLA颜色如何影响FDM 3D打印中的机械性能?

摘要: 关于3D打印材料的机械性能,已经进行了各种研究,例如填充密度,构造方向,温度和孔隙率等因素如何影响它们。萨拉热窝大学的研究员AdiPandžić和Damir Hodzic 以及贝尔格莱德大学的 AleksaMilovanović 都对PLA的颜 ...
关于3D打印材料的机械性能,已经进行了各种研究,例如填充密度,构造方向,温度和孔隙率等因素如何影响它们。萨拉热窝大学的研究员AdiPandžić和Damir Hodzic 以及贝尔格莱德大学的 AleksaMilovanović 都对PLA的颜色会对FDM 3D打印中的材料拉伸性能产生多大的影响感到好奇,并发表了一篇有关其工作的论文,标题为“ 材料的影响”。 FDM技术中PLA材料力学性能的颜色在3D打印中,不同的颜色需要不同的挤出温度。使您的PLA具有不同颜色的添加剂也会影响零件的印刷方式以及其特性。众所周知,但是不同的颜色配方在多大程度上影响您的机械性能?


摘要写道:“本文的主题是研究PLA材料的颜色是否影响材料的拉伸性能以及添加量。将测试10多种不同颜色的PLA材料,每种颜色将测试3个样本。标本是根据ISO 527-2制备的,所有标本都使用相同的3D打印参数和100%填充。同样,所有使用过的材料都属于同一公司,并且对于每个彩色样本,都将从同一灯丝线轴进行3D打印。所有这些都是为了避免其他参数影响材料性能。这项研究的结果将对PLA材料的颜色选择有用,而不会影响3D打印产品的材料拉伸性能。”

FDM印刷产品的质量要考虑很多参数,包括填充图案,层高,喷嘴直径和材料特性。聚乳酸,或者是我们大家都知道和喜爱的流行的PLA,是一种熔点在150°-160°C之间的聚合物,仍然是桌面上的主要材料。

通过回顾文献,可以发现最大的强调是参数对材料机械性能的影响。几乎没有评估的另一个特征是不同材料色素沉着的影响。”研究人员解释说。如今,同一制造商的PLA材料有许多不同的颜色,并且在大多数情况下,不论颜色如何,都被认为具有相同的机械性能。这就是为什么我们选择检查PLA材料的颜色是否以及对产品的机械性能有多大影响的原因之一。”


该小组从3D Republika订购了14种不同颜色的PLA,这些PLA具有相同的特性和特征,以便研究它们对用该材料制成的标本的机械性能的潜在影响。他们使用SOLIDWORKS根据ISO 527-2设计样本,并在相同条件下以100%填充率在Ultimaker 2+上针对每种颜色打印三个不同的样本,Cura 4.0.0切片软件的“正常”轮廓为用于准备样本的G代码。

研究人员写道:“标本以“平坦”的打印方向和45°的光栅角打印。“在3D打印后,将标本周围的边缘也可以更好地与打印床粘合,并减少材料的包裹。”


然后使用Shimadzu AGS-X拉伸机对42个3D打印的PLA样品进行拉伸测试。测试了诸如弹性模量,应变,韧性,极限拉伸强度(UTS)和屈服强度的性质。

该团队学到了一些有趣的东西,例如红色的PLA具有最高的弹性模量,屈服强度和极限抗拉强度,而粉色的具有最低的数字。但是,粉红色具有最高的韧性和对应变的影响,而蓝色则具有最低的韧性。


测试完成后,研究人员确定了以下内容:

•PLA的颜色对弹性模量有影响,取决于颜色而变化高达18%(从2719MPa到3217MPa)
•PLA的颜色对屈服强度有影响,并且高达36%(从30MPa到41MPa)取决于关于颜色
•PLA的颜色影响极限抗拉强度,并且根据颜色而变化高达31%(从35MPa到46MPa)
•PLA的颜色影响韧性,并且变化超过300%(从10J到48J)取决于颜色
•PLA的颜色会影响应变,并且根据颜色而变化超过400%(从7%到108%)

“在未来的研究中,应检查材料颜色对其他机械性能(弯曲,硬度,压力等)的影响,以及颜色对其他材料(ABS,PET等)的机械性能的影响,”总结。

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本文作者
2019-12-11 11:56
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