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超声波振动对FDM3D打印机ABS夹层附着力的影响_lol世界赛下注平台
2020-11-13 [15536]
本文摘要:在《超声波振动对FDM3D打印机ABS夹层附着力的影响》一书中,研究人员AlirezaTofangchi、PuHan、JulioIzquierdo、AdithyaIyengar和KengHsu研究了不同打印方式对FDM3D打印机的影响。

在《超声波振动对FDM3D打印机ABS夹层附着力的影响》一书中,研究人员AlirezaTofangchi、PuHan、JulioIzquierdo、AdithyaIyengar和KengHsu研究了不同打印方式对FDM3D打印机的影响。他们预测,FDM3D打印机作为制造业最重要的工具之一,由于材料、精度、表面处理和零件质量的巨大发展,未来不会有更大的潜力。研究人员将其用于FDM3D打印机中的34.4千赫超声波振动,发现ABS层的附着力比常规打印机工艺降低了10%。

路易斯维尔大学机械工程系的研究小组回应说,“这种层间粘合强度的降低归因于聚合物脆性的降低,这是由超声波振动引起的界面区域的聚合物链的二次相互作用的膨胀引起的。”1.(a)摄影作为将超声波振动集成到FDM3D打印机中的实际设备-热塑性聚合物的沉积。概念草案。

打印机

该小组解释说,有几种不同的方法用来加强层间附着力。一个是通过提高与温度相关的扩散率,已经证明在打印机期间或之后更好地减少热量是有效的,另一个是在每层沉积之前同时加入红外线和激光冷却也可以提高强度。研究人员还认为,“增加聚合物链的回转半径也可以导致层间强度的类似增加”,这是通过释放3D打印机轨迹中留下的聚合物链来构建的。

聚合物

超声波振动允许聚合物膨胀和扩散,这导致更好的界面粘合,并可能导致部件具有各向同性的机械性能。测试在MakerGearM3上再次进行,团队对其进行了定制,将振动包括在内。用于40kHz压电晶体螺栓夹紧换能器产生振动,额定功率25W。

连杆和螺纹紧固件将加热器连接到加热器块。“连杆可以耦合传感器产生的振动,增加从加热器块到传感器的热传递,”研究人员说。“打印头组件增加冷端部分,测得打印头总谐振频率为34.4kHz”,将固定频率的超声波信号发生器调整到打印头的谐振频率,并与换能器相连,获得激励信号,使燃烧室表面以测得的频率振动。

通过在扫描发电机频率的同时测量仅次于燃烧室表面振动的振幅来确定共振频率。当以接近测量的共振频率激励时,换能器输入随着整个换能器连杆热端组件中的热量而减弱。2.用于界面粘合强度试验的双层单轨试样的裤形挤压试验(a)概念草图,(b)印刷双轨试样的实际挤压试验。

研究人员使用ASTMF88挤压试验来测量相关的挤压和能量,这是著名的评估密封柔性带之间的粘附力。这个测试是相关的,因为题目也很灵活。结果表明,附着力是一致的。

然而,当轨道宽度与燃烧室直径之比从0.74变化到1.47时,附着力减小,但在1.2处相等,并且在较小的比率下显得更低。这种反应是由从燃烧室前进的水平流动的聚合物东流中的剪切力引发的。随着聚合物流速和速度的降低,宽度减小。

打印机

“流速的降低反过来减少了轨道顶面和底面附近聚合物承受的局部剪切应力,并导致这些区域聚合物链中胶体数量的减少,”研究小组回答说。这种链有序性的降低(或聚合物链胶体的增加)会降低聚合物在矢量方向上的扩散性,这有助于降低层间粘附力,因为聚合物在界面上的收缩减少了扩散性可能是由聚合物链水解胶体引起的,这不会减少链溶胀,从而抵消聚合物打印机步骤的减少。研究人员得出结论:“与超声波振动相关的影响归因于成像引起的二次相互作用导致的聚合物链膨胀的减少,以及剪切状态引起的收缩和胶体减少。

“(a)挤出试验实例的1.0 mm长的力-分离距离曲线(b)对于通过控制和成像振动辅助的FDM3D打印机的条件,界面粘合强度取决于打印轨迹的宽度。误差条响应于在控制和成像条件下在等效轨道宽度下测量的四个样品的粘合强度的标准偏差。


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