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08/22/2019

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3D打印温度对铜金属聚乳酸复合材料的影响

  在'打印温度对铜金属聚乳酸的机械性能的影响'中,研究人员概述了他们对金属聚乳酸的研究结果。作者使用铜金属聚乳酸和15%铜金属粉末进行了实验,并与纯聚乳酸进行了比较,并注意到了机械性能的差异。打印温度范围从180Ԩ到230Ԩ,增量为5Ԩ,3D打印出立方体样本用于研究。
 
  高分辨率图像产生全面的SEM分析
 
  因为金属填充的长丝是由较重的材料制成的,它们比许多其他材料更致密,手感“更重”,并带有金属饰面。许多粉末可以添加到长丝中,形成复合材料,提高机械性能。金属聚乳酸更容易处理;事实上,研究人员指出,你可以在家里以百分之一的成本使用这种复合材料。
 
  尽管在金属3D打印中,仍有许多未知领域,特别是考虑到将要达到的极端温度,高达1400摄氏度。虽然大多数能够产生这种热量的硬件成本都很高,但仍然有许多关于打印参数的“未经测试的理论”。
 
  研究人员表示:“假设温度的变化受化合物的金属与聚乳酸比例的影响,可以确定打印金属聚乳酸的最佳设置。”
 
 
  虽然以前的研究可能已经证明金属粉末降低了金属聚乳酸的打印温度,但在本研究中,它们改变了金属粉末的数量,研究了机械性能和拉伸强度。样品由50%填充密度组成,使用1.0大小的喷嘴和45 mm/s的打印速度。为每个打印温度创建了五个样品。
 
  “为了进行能量分散X射线光谱(EDX)表征,铜金属聚乳酸和纯聚乳酸的样品被打印成尺寸为22×10×10毫米的长方体形状。”研究人员表示。
 
  评估样品以观察铜与聚乳酸混合的有效程度。在检查样品时,科学家们意识到铜的聚乳酸长丝线轴样品“混合良好”。然而,一些样品确实提醒它们有堵塞的可能性,因为这样的附聚物会影响喷嘴直径。
 
  由于样品中只有四分之一的图像显示出附聚物的存在,因此优质的铜聚乳酸长丝轴被认为是好的。
 
  SEM-EDX分析以区分铜和聚乳酸
 
  研究小组注意到,适当的打印温度随着拉伸强度的增加而增加,同样的性能随着温度的升高而降低到最低水平。
 
  “由于金属聚乳酸在215Ԩ至230Ԩ之间的性能差异很小,因此金属聚乳酸的最佳打印温度为215Ԩ。从经济角度来看,金属聚乳酸的成本高于普通聚乳酸,但如果在215Ԩ的最佳打印温度下进行打印,则金属聚乳酸的回报是结构重量大,减少材料收缩,提供更高的拉伸强度。”研究人员总结道。
 
  “提高印刷温度可能会产生额外的拉伸强度,但也会增加整体印刷成本。由于3D打印机在整个打印时间内运行,因此较高的打印温度会导致使用的电量增加。“
 
  随着3D打印和增材制造工艺的不断发展,研究人员非常痴迷于完善机械性能,从精制FDM 3D打印到创建形状记忆聚合物和碳复合材料。
 
  不同打印温度下金属聚乳酸和纯聚乳酸的拉伸强度

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