基于正交实验的熔融沉积成型工艺参数的优化

采用商用聚乳酸(PLA)线材作为熔融沉积成型(FDM)打印材料,以拉伸强度和冲击强度为优化指标,设计正交试验,从分层厚度、打印速度、喷嘴温度、填充角度等元素探究成型工艺参数对FDM打印制件力学性能的影响。利用极差分析法,考察了各工艺参数对制件力学性能的影响情况,通过综合评分法和综合平衡法,获得了最优成型工艺参数组合并验证试验结果正确性。结果表明,分层厚度为0.3mm,打印速度为90mm/s,喷嘴温度为220℃,填充角度为45°/45°时,FDM制件的力学性能最优。

熔融沉积方式对PLA/TPU体系冲击性能的影响

以聚乳酸(PLA)为基体、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为改性剂,采用熔融共混法通过双螺杆挤出造粒,并经线材机制得直径为(1.75±0.05)mm的三维(3D)打印线材,再进行熔融沉积成型(FDM)为PLA/TPU3D打印制品。通过摆锤式冲击试验机、扫描电子显微镜等仪器设备研究了相形态(TPU含量)和沉积方式对PLA/TPU体系冲击性能的影响。结果表明,TPU的加入使PLA冲击韧性增强,提高幅度为631.0%;熔融沉积方式对PLA/TPU共混体系缺口冲击强度有显著的影响,其中45°/45°时冲击强度较高,提高幅度为101.9%;该研究可以为设计FDM模式的3D打印工艺参数提供科学依据。

甲基丙烯酸甲酯-有机硅-苯乙烯对PLA/PBAT共混物相形态和应力松弛行为的影响

通过双螺杆挤出机制备了聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/甲基丙烯酸甲酯-有机硅-苯乙烯(PLA/PBAT/S-2001)共混物,采用扫描电子显微镜、旋转流变仪和电子万能试验机等表征手段研究了不同含量S-2001对共混体系微观结构、流变行为和力学性能的影响。结果表明,S-2001能够降低共混体系中分散相颗粒尺寸,改善界面黏结力,提高体系的储能模量、损耗模量和复数黏度,增强马拉哥尼应力松弛;当S-2001添加量为9份(质量份,下同)时,材料的缺口冲击强度从5.8kJ/m^2上升至40.4kJ/m^2,提高了596.6%;S-2001具有增韧增容双重效果。