26、增材制造零件性能研究：梯度参数与压缩性能分析

增材制造零件性能研究：梯度参数与压缩性能分析

1. 引言

增材制造（AM）是一种通过逐层沉积材料，依据 3D CAD 数据制造所需零件的技术。其中，立体光刻（SLA）是 AM 工艺中最早出现的方法，它利用光引发液态单体的聚合反应，将其固化为固体聚合物。与熔融沉积建模（FDM）工艺相比，SLA 制造的零件表面光洁度更好，尺寸精度更高，广泛应用于医学、珠宝和工程等领域。不过，由于 SLA 设备成本高、速度慢，且需要进行清理未固化树脂和后固化等后处理操作，其应用不如 FDM 广泛。

液晶显示立体光刻（LCD - SLA）是 SLA 的一种变体，它通过 LCD 下方的 2D 发光二极管（LED）阵列一次性固化整个层，生产速度比传统 SLA 更快。近年来，研究人员开始关注增材制造过程中工艺参数对零件力学性能的影响。不同的工艺参数，如层厚、填充密度、打印速度和打印方向等，都会显著影响零件的抗压强度等性能。本文旨在研究层厚和构建方向对 LCD - SLA 制造的丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）和柔性聚氨酯（FPU）零件压缩性能的影响。

2. 实验详情

2.1 样品制备

本实验使用基于 LCD 的 SLA 3D 打印机 Uniz Slash Plus 制造样品。该打印机采用底部向上的打印方式，零件倒挂在打印床上。使用 Uniz 软件进行切片并将数据传输到 3D 打印机。

打印测试样品时，设置了五种不同的层厚（50、75、100、150 和 200 µm）和两种构建方向（长面和短面），每种组合打印两个样品以确保实验的可重复性，共打印 40 个样品。打印过程中的恒定参数如下表所示：
| 参数 | 值 |
| ---- |