三维立体打印织物的制备及其拉伸性能

将3D打印技术引入到纺织技术应用领域,生产三维立体打印织物。利用自主设计的3D打印机,通过Solidworks三维建模、模型分层处理、生成扫描路径逐层打印堆积成型的过程试织了平纹结构的三维立体织物试样,并从经向方向测试了其拉伸力学性能。试验结果表明:三维立体打印织物与普通织物类似,试样在拉伸初始阶段属于力学高模量区,经向伸长缓慢。三维立体打印织物的拉伸破坏过程不是同时发生,首先在织物熔融凝结固着点的最弱处断裂,应力集中后结构遭到破坏,试样断裂。

基于打印头温度场模拟的织物打印工艺与性能

根据打印头尺寸和材料的热物性参数建立喷头传热模型,利用Solidworks Simulation插件对一定载荷温度条件下稳态传热进行了有限元分析,得到喷头打印稳态温度场。根据有限元分析结果并结合打印实验分析了基础组织(平纹、2/1右斜、5/3经面缎纹)结构的打印织物对其力学性能的影响。结果表明:小截面织物组织中浮长线越长,聚乳酸(PLA)材料本身性能利用率越高,成型质量佳,5/3经面缎纹织物的力学性能表现优异;交织点越多,结构发挥的效果越佳,平纹织物综合力学性能仅次于缎纹,斜纹织物力学测试性能最差;同时实验观察发现,打印层与层界面瞬态温度和层高对打印织物性能及外观也有影响,指明了存在的问题和进一步研究的方向。