25、3D打印零件压缩性能及梯度参数对结构性能影响研究

3D打印零件压缩性能及梯度参数对结构性能影响研究

3D打印PLA零件压缩强度分析

在3D打印领域，了解工艺参数对零件压缩强度的影响至关重要。通过实验研究，我们可以清晰地看到不同工艺参数下零件性能的差异。

工艺参数与压缩强度的关系

• 填充密度 ：从相关图表可知，填充密度为100%的打印零件，其压缩强度明显高于其他填充密度的零件。当填充密度为100%时，零件内部的光栅相互连接，结构致密；而80%填充密度的零件，光栅间存在小间隙；60%填充密度的零件，间隙更大。随着填充密度降低，光栅间隙增大，它们之间的结合力变弱，导致零件抵抗压缩载荷的能力下降，压缩强度降低。
• 填充图案 ：采用直线和同心图案打印的零件，其压缩强度相同，因为这两种图案的光栅是连续的。然而，希尔伯特曲线图案打印的零件压缩强度略低。这可能是由于该图案中只有短珠，且每间隔几毫米珠子方向就会突然改变90度，使得挤出机产生抖动和振动，导致材料沉积不均匀，流速变化，最终降低了压缩强度。
• 打印方向 ：立边方向打印的零件比平面方向打印的零件具有更高的压缩强度。立边方向打印的零件，其层与层堆叠在一起，且所有层在压缩测试时与施加的载荷垂直；而平面方向打印的零件，层与施加的压缩载荷平行。平面方向的压缩试样在压缩载荷下会因层的屈曲而失效，而立边方向的零件则在更高的压缩载荷下因层间滑动而失效。

应力 - 应变行为

在100%填充密度和直线图案下，平面和立边方向的应力 - 应变曲线显示，超过弹性极限后，当层被挤压在一