基于成本和性能的3D打印填充模式实验研究

新工科背景下,3D打印技术正逐渐成为高校工程训练中心先进制造技术实践教学模块的必修课程。为了降低实训成本和提高打印件质量,该文研究了填充模式对3D打印试制件材料消耗、成形时间和力学性能的影响。结果表明:填充模式对3D打印试件成形成本、效率及质量产生了不同程度的影响。当填充模式为Linear时,成形速度快,效率高;填充模式为Hexagonal时,打印耗材少、成本低。力学性能试验表明试制件内部孔隙缺陷和微观结构差异化是影响其压缩性能和拉伸性能的主要原因。填充模式为Dount时,试制件内部结构紧密,孔隙率最低,其压缩强度可达到55.5MPa;而当填充模式为Diamond时,试制件内部丝材堆叠方向与轴向拉伸方向呈45°,承载时有利于应力的分散和传递,故其拉伸强度和断裂延伸率俱佳,分别可达到18.5 MPa和3.9%。