26、增材制造材料性能研究：梯度参数与压缩特性

增材制造材料性能研究：梯度参数与压缩特性

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。立体光刻（SLA）是 AM 工艺中最古老的一种，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，由于设备速度慢且成本高，以及后处理操作（如未固化树脂的清洗和后固化）的复杂性，SLA 的应用不如 FDM 广泛。

液晶显示立体光刻（LCD - SLA）是 SLA 的一种变体，它通过 2D 发光二极管（LED）阵列固化整个层，比传统 SLA 工艺生产零件的速度更快。增材制造零件的机械性能会随打印工艺参数的变化而改变。此前的研究表明，不同的工艺参数（如层厚、填充密度、打印速度和打印方向等）会对零件的压缩强度产生影响。本研究旨在探讨层厚和构建方向对 LCD - SLA 打印的丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）和柔性聚氨酯（FPU）零件压缩性能的影响，特别是对压缩测试过程中试样吸收能量的影响。

2. 实验详情

2.1 样品制备

本研究使用基于 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方法，通过蓝光将液态树脂的整个层固化到 192 × 120 mm 的打印床上。使用 Uniz 软件进行切片并将数据传输到 3D 打印机。

测试样品以五种不同的层厚（50、75、100、150 和 200 µm）和两种方向（长面和短面）进行打印，每种组合打印两个样品以验证实验的可重复性，共打印 40 个样品。打印过程中保持的