23、3D打印工艺参数对材料力学性能的影响研究

3D打印工艺参数对材料力学性能的影响研究

1. 3D打印热收缩问题及解决办法

在3D打印过程中，对于某些特定的样品几何形状或在打印台上的摆放方式，热收缩可能会导致变形，进而影响后续层的沉积。为避免此类缺陷，可使打印头仅朝着与峰值相反的方向移动。

2. 可生物降解材料打印样品的力学测试实验结果

2.1 拉伸测试

对六种可生物降解材料进行单轴拉伸测试，得到了它们的拉伸强度（σ [MPa]）、伸长率（ε [%]）和弹性模量（E [MPa]）。结果如下：
|材料|最大平均拉伸强度（MPa）|实验编号|样品取向|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|PLA|51|4|边缘放置|
|HD PLA Green聚合物|46|6|边缘放置|
|Impact PLA Gray|34|6|边缘放置|
|Extrudr BDP Flex|33|6|边缘放置|
|Extrudr BDP Pearl|28|6|边缘放置|
|Fiber Wood|18|4|边缘放置|

从上述数据可以看出，所有研究材料在偶数编号实验（样品“边缘”取向）中获得了最高值。“平面”放置样品的奇数实验结果与“边缘”放置的偶数实验结果差异很大，拉伸强度值最多可相差50%。

在伸长率方面，材料的弹性变形明显受零件取向这一工艺因素的影响。PLA的弹性变形响应最高（约7%，实验编号6），而Fiber Wood最刚性（约2.2%，实验编号2）。

对于弹性模量，在原型制作过程中“边缘”取向的零件弹性模量更高。Fiber Wood和Extrudr BDP F