通过热轧强化3D挤出打印混合材料的层间附

增材制造本领(AM)不受保守制造工艺的束缚,可用于临盆具备繁杂多少形态的精湛构件,在航天航空和生物医学等范围获得了精深的运用。熔融堆积成型(FDM)因其低成本、高精度和易操纵等好处成为最精深采纳的本领,但逐层堆积成型引入了较弱的层间连接界面,使得打印材料力学功能呈现出高度的各向异性。

韩国科学本领院Yong-JinYoon团队经过安置加热辊轴在FDM打印进程中对堆积层施行加热和收缩,胜利抬高了层间附出力。钻研人员假定收缩能够增长丝材连接时的来往面积,供热可推进层间界面上齐集物分子链的分散和缠结,打算了可调控压力的加热辊轴(如图1所示)对堆积后的每层丝材施行热轧。为了解析该安设的工艺参数对层间连接强度的影响,制做不同辊压、辊温文辊速的拉伸试样和三点委曲试样,经过差示扫描量热法和断层CT扫描对试样的结晶度和孔隙度施行表征。

实践了局讲明(图2),轧制试样拉伸强度的最大增幅可达38.8%,这归因于较快的辊轴挪动速率能够在已堆积丝材还未大幅冷却时对其施行热压,进而抬高层间连接强度。别的,辊轴温度对轧制试样的层间连接强度影响显著,但必需注意较高温度下丝材易与辊轴粘连,孕育新的毛病。CT扫描了局讲明(图3),不同温度下轧制试样的孔隙率均大幅低沉,多少精度获得抬高,这证明了经过外力能够增长丝材间的来往面积,裁减空洞的孕育和增长层间连接地域。

该钻研针对FDM3D打印材料的层间连接弱界面提议了一种简捷且经济灵验的工艺矫正办法,系统实践议论了热压动做对革新层间连接功能的影响机理,关于克复FDM打印材料的各向异性毛病有重大意义。热压会显著转变丝材的多少尺寸,怎么保险模子的打印精度不受影响值得进一步钻研。别的,转变辊轴材质能否能消除高温下的丝材粘连有待议论。

图1a)安置在打印喷嘴左近的辊轴组件,b)热压对层间丝材连接的影响

图2与未热压试样比拟,轧制试样的拉伸功能增幅

图3CT扫描了局,a)基准试样,b)-d)在雷同辊压和速率下,不同轴温下的轧制试样。

该钻研论文以“Hybridmaterialextrusion3Dprintingtostrengtheninterlayeradhesionthroughhotrolling”为题颁发在《AdditiveManufacturing》。

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