26、增材制造结构性能的实验研究

增材制造结构性能的实验研究

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，使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，由于设备成本高、速度慢以及后处理操作复杂，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，生产速度比传统 SLA 更快。AM 工艺制造的零件，其机械性能会受到打印参数的影响。以往研究表明，不同工艺参数对零件的压缩性能有显著影响，如 FDM 工艺中，层厚减小会降低压缩强度；选择性激光烧结（SLS）工艺中，水平方向打印的不锈钢样品强度最高等。

本研究旨在探讨层厚和构建方向对 LCD - SLA 工艺制造的丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）和柔性聚氨酯（FPU）零件压缩性能的影响，具体研究它们在压缩测试中吸收能量的情况。

2. 实验详情

2.1 样品制备

• 打印机 ：使用基于 LCD 的 Uniz Slash Plus 3D 打印机，采用底部向上的打印方式，零件倒挂在打印床上。
• 参数设置 ：打印了五种不同层厚（50、75、100、150 和 200 µm）和两种构建方向（长面和短面）的样品，每种组合打印两个样品以验证实验重复性，共打印 40 个样品。打印过程