15、3D打印中控制因素的作用解析

3D打印中控制因素的作用解析

1. 引言

熔融长丝制造（FFF）作为增材制造（AM）领域的关键技术，通过逐层堆积热塑性长丝来构建三维物体。这些长丝材料多样，包括PLA、ABS、PP、PE、尼龙和PEEK等，每种材料都赋予最终产品独特的特性。在FFF过程中，挤出机产生的热量至关重要，它使新沉积的层能够与前一层良好粘结。同时，随着新层的沉积，前一层会冷却，这种热与冷的交替使得底层经历冷却和再加热的循环，直接影响相邻长丝之间的粘结机制。

研究FFF生产的组件具有重要意义，因为它能够制造复杂形状并降低制造成本。然而，FFF生产的零件机械性能存在不足，因此需要与传统制造技术对比评估3D打印材料的机械性能。在FFF过程中，有三类关键参数影响着制造过程：
- 材料参数 ：如分子量、密度、表面张力、热导率、热容、聚合物含水量、熔点、结晶温度和玻璃化转变温度等。
- 工艺参数 ：包括喷嘴温度、腔室温度、路径宽度、打印头速度、层厚度、气穴的存在和框架角度等。
- 机器参数 ：例如喷嘴形状、喷嘴温度、打印头特性、x - y平面定位精度和y - z平面定位精度等。

2. FFF工艺参数

FFF也被称为熔融沉积建模（FDM），于1992年由Stratasys推向商业市场。该技术主要使用热塑性长丝，因其熔点相对较低。长丝通过高温挤压喷嘴，使聚合物呈粘性状态，然后连续挤出形成新层。同时，挤出机在构建板上水平移动，完成一层后，构建板下降（或打印头上升），继续沉积下一层，从而实现自下而上的物体构建。

打印组件的质量取决于打印参数