3D打印溫度對銅金屬聚乳酸復合材料的影響

來源：中國教育裝備網

在《打印溫度對銅金屬聚乳酸的機械性能的影響》中，研究人員概述了他們對金屬聚乳酸的研究結果。作者使用銅金屬聚乳酸和15%銅金屬粉末進行了實驗，并與純聚乳酸進行了比較，并注意到了機械性能的差異。打印溫度范圍從180Ԩ到230Ԩ，增量為5Ԩ，3D打印出立方體樣本用于研究。

因為金屬填充的長絲是由較重的材料制成的，它們比許多其他材料更致密，手感“更重”，并帶有金屬飾面。許多粉末可以添加到長絲中，形成復合材料，提高機械性能。金屬聚乳酸更容易處理;事實上，研究人員指出，你可以在家里以百分之一的成本使用這種復合材料。

盡管在金屬3D打印中，仍有許多未知領域，特別是考慮到將要達到的極端溫度，高達1400攝氏度。雖然大多數(shù)能夠產生這種熱量的硬件成本都很高，但仍然有許多關于打印參數(shù)的“未經測試的理論”。

研究人員表示：“假設溫度的變化受化合物的金屬與聚乳酸比例的影響，可以確定打印金屬聚乳酸的最佳設置?！?br />
雖然以前的研究可能已經證明金屬粉末降低了金屬聚乳酸的打印溫度，但在本研究中，它們改變了金屬粉末的數(shù)量，研究了機械性能和拉伸強度。樣品由50%填充密度組成，使用1.0大小的噴嘴和45 mm/s的打印速度。為每個打印溫度創(chuàng)建了五個樣品。

“為了進行能量分散X射線光譜(EDX)表征，銅金屬聚乳酸和純聚乳酸的樣品被打印成尺寸為22×10×10毫米的長方體形狀?！毖芯咳藛T表示。

評估樣品以觀察銅與聚乳酸混合的有效程度。在檢查樣品時，科學家們意識到銅的聚乳酸長絲線軸樣品“混合良好”。然而，一些樣品確實提醒它們有堵塞的可能性，因為這樣的附聚物會影響噴嘴直徑。

由于樣品中只有四分之一的圖像顯示出附聚物的存在，因此優(yōu)質的銅聚乳酸長絲軸被認為是好的。

研究小組注意到，適當?shù)拇蛴囟入S著拉伸強度的增加而增加，同樣的性能隨著溫度的升高而降低到最低水平。

“由于金屬聚乳酸在215Ԩ至230Ԩ之間的性能差異很小，因此金屬聚乳酸的最佳打印溫度為215Ԩ。從經濟角度來看，金屬聚乳酸的成本高于普通聚乳酸，但如果在215Ԩ的最佳打印溫度下進行打印，則金屬聚乳酸的回報是結構重量大，減少材料收縮，提供更高的拉伸強度?！毖芯咳藛T總結道。

“提高印刷溫度可能會產生額外的拉伸強度，但也會增加整體印刷成本。由于3D打印機在整個打印時間內運行，因此較高的打印溫度會導致使用的電量增加?！?br />
隨著3D打印和增材制造工藝的不斷發(fā)展，研究人員非常癡迷于完善機械性能，從精制FDM 3D打印到創(chuàng)建形狀記憶聚合物和碳復合材料。