FDM 3D打�。旱湫蛥�數(shù)對功能部件的影響

2020年5月25日，南極熊從外媒獲悉，Ahmed Elkaseer、Stella Schneider和Steffen G. Scholz進一步深入研究了3D打印參數(shù)和設置對零件質量的影響，并發(fā)表了論文‘Experiment-Based Process Modeling and Optimization for High-Quality and Resource-Efficient FFF 3D Printing’。

作者表示：3D打印最初是為快速成型而設計的，以工程師應用為主，而隨著技術的進步，現(xiàn)在全球越來越多的用戶開始運用這項技術去完成功能性部件的定制化批量生產(chǎn)。然而，在工藝層面，還有很多東西需要學習和改進，尤其是用戶還在許多應用領域中不斷進行創(chuàng)新，這些領域從汽車到航空航天到建筑等。

熔絲制造（FFF，F(xiàn)DM，材料擠出）工藝示意圖

這項研究的重點是FDM（FFF，F(xiàn)DM，Material Extrusion）3D打印，作者研究了大量單獨可調的打印參數(shù)，以及為什么缺陷和問題經(jīng)常發(fā)生的原因。作者注意到PLA是3D打印中很受歡迎的材料，由于其更環(huán)保、更容易使用，作者對測試結構進行了以下分析。

●填充率
●層厚度
●打印速度
●打印溫度
●表面傾角

測試樣品的CAD模型（10 mm×46 mm×46 mm）

用Simplify3D作為切片軟件，在Zmorph 2.0 SX上3D打印了測試樣品。

Zmorph 2.0 SX

作者報告說，在本研究中，所有實驗中的打印參數(shù)保持不變。

打印參數(shù)在試驗期間保持不變

可控因素及其絕對值和正態(tài)化水平值

三個樣品被3D打印出來，使研究人員能夠對工藝反應進行平均，測量工藝反應的重要性，評估精度，并計算百分比誤差。

作者表示："對于表面粗糙度Ra，使用了測針式測繪儀MarSurf GD 26，試樣長度為4毫米。每次運行時，測量了三個樣品在有關傾斜角處的粗糙度，并計算出平均值"。

測針式測繪儀MarSurf GD 26

(a) 能量測量裝置Voltcraft Energy Check 3000和 (b) 分析天平Sartorius Extend ED224S

預測工藝參數(shù)變化對X方向10mm長度的尺寸精度誤差%的影響

分析了所使用的參數(shù)的影響。

●表面粗糙度
●尺寸精度
●生產(chǎn)力
●能源消耗

工藝參數(shù)變化對Z方向10mm長度的尺寸精度誤差%的預測影響

參數(shù)的相互作用對Z方向10mm長度的測量百分比誤差的影響

考慮到所有參數(shù)，尺寸精度主要受層厚和打印速度的影響，而表面粗糙度主要受表面傾角和層厚的影響。能源消耗和生產(chǎn)率主要受打印速度和層厚的影響。研究人員總結道："雖然打印參數(shù)之間的相互作用會對結果有利，但也會阻礙打印過程。

"一般來說，很明顯，層厚和打印速度在其他參數(shù)的重要性上占主導地位，通常決定了打印過程的結果。但是，另一方面，為了保證零件質量和資源利用，層厚和打印速度之間會有一個權衡，為了獲得高質量和資源節(jié)約型的制造零件，必須解決這個問題。"

打印溫度和打印速度對Z方向尺寸精度的影響

參數(shù)的相互作用對測量的源消耗的影響

編譯自：3dprint