25、3D打印部件抗压强度与梯度参数实验研究

3D打印部件抗压强度与梯度参数实验研究

3D打印PLA部件抗压强度分析

在3D打印领域，了解工艺参数对打印部件抗压强度的影响至关重要。研究主要聚焦于零件构建方向、填充模式和填充密度这三个工艺参数。

• 填充密度的影响 ：填充密度对部件抗压强度有显著影响。当填充密度为100%时，打印部件的抗压强度明显高于其他填充密度的部件。这是因为100%填充密度的部件完全致密，光栅相互连接紧密，能够更好地抵抗压缩载荷。随着填充密度的降低，光栅之间的间隙增大，粘结力变弱，导致部件抵抗压缩载荷的能力下降，抗压强度降低。例如，80%填充密度的部件光栅间有微小间隙，而60%填充密度的部件间隙更宽。
• 构建方向的影响 ：边缘取向（on - edge orientation）打印的部件抗压强度高于平面取向（flat orientation）的部件。边缘取向时，层与层堆叠在一起，且所有层在压缩测试中垂直于施加的载荷。而平面取向时，层与平面平行于压缩载荷。平面取向的压缩试样在压缩载荷下由于层的屈曲而失效，而边缘取向的部件在较高的压缩载荷下由于层间滑动而失效，所以边缘取向的试样具有更好的力学性能。
• 填充模式的影响 ：直线模式（rectilinear pattern）和同心模式（concentric patterns）打印的部件抗压强度相同，因为这两种模式的光栅是连续的。然而，希尔伯特曲线模式（Hilbert curve pattern）打印的部件抗压强度略低。这可能是因为在希尔伯特曲线模式中，没有较长的光栅，只有短的材料珠，且每几毫米珠子就会改变90度方向。这种突然