24、3D打印中的温度控制与质量优化

3D打印中的温度控制与质量优化

1. 3D打印中构建方向与温度的影响

在3D打印过程中，构建方向对打印质量有着重要影响。不同的构建方向会导致长丝之间的接触时间和热行为有所不同。例如，在某些方向上，长丝之间的接触时间间隔较长，这意味着每根长丝在与新沉积的长丝接触之前可能会显著冷却。这样一来，要将其重新加热到玻璃化转变温度（Tg）以上可能会很困难，或者即使能够加热，持续时间也可能过短，无法保证良好的粘结效果。像方向C - F就表现出了类似的热行为。

环境温度对粘结也起着关键作用。拥有一个温度可控的构建腔室可能会对最终部件的质量产生积极影响。不过，构建方向的作用并不会受到环境温度这一参数的影响。在实际操作中，方向C可能是最合适的选择，因为它避免了使用支撑材料（使用支撑材料会显著增加打印时间），并且最大限度地减少了与构建平台的物理接触。如果构建平台的温度没有设置在略高于所打印聚合物的玻璃化转变温度，那么它可能会导致长丝更快地冷却，同时也会增加后处理操作的需求。

2. 拉伸测试试样的打印参数研究

为了研究多个打印参数对3D打印部件质量（以相邻长丝之间的粘结情况衡量）的影响，我们选择了一个符合EN ISO527 - 2标准的1BA型拉伸哑铃测试试样作为案例研究。该试样总长75毫米，较窄区域的横截面为5×2毫米，使用的材料是ABS POLYLAC® PA - 709S。以下是主要的处理参数参考值以及计算中假设的传热系数：
| 属性 | 值 |
| — | — |
| 沉积策略 | - |
| 挤出速度，v (mm/s) | 40 |
| 挤出温度，TL (°C) | 270 |
| 环境温度，TE (°C) |