3D打印零件和材料的力学测试

产品开发的新方法&快速成型

在三维数字CAD模型的基础上,通过逐层沉积材料来制造物体的过程称为加法制造(AM)或者只是3D打印。熔融沉积建模(FDM)技术是添加剂制造中应用最广泛的技术之一。一系列其他制造材料可用于3D打印,包括尼龙、玻璃填充聚酰胺、环氧树脂、蜡和光聚合物。由于FDM在聚合物和纤维基复合材料零件的生产中提供了灵活性,因此基于FDM的聚合物产品制造近年来有所增加。基于FDM的聚合物具有在所有应用中使用的潜力,目前它们主要用于汽车、航空航天和生物医学应用。

添加剂制造涉及一系列过程,从构思和设计开发到使用专用打印机制造最终产品。不同的步骤取决于制造方法的类型和材料类型。然而,所涉及的主要过程和步骤大多是常见的,对于不同类型的制造应用,它们保持不变。AM流程中涉及的步骤如下所示;

3D打印过程

熔融沉积建模(FDM)

FDM工艺简单,经济成本低,材料性能可预测,是3d打印聚合物零部件制造的首选方法。FDM已经应用于各种热塑性聚合物的材料挤压制造过程。常用的热塑性长丝有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、尼龙等聚酰胺(PA)、聚醚-醚-酮(PEEK)等。FDM过程包括聚合物被挤压和沉积在连续的层的方法。FDM制造的聚合物部件和组件具有良好的机械性能、表面光洁度和可制造性。FDM工艺中使用的基体材料是缠绕在线轴上的1.75mm到2.85 mm的长丝。灯丝被送入打印机头,在那里灯丝被加热并融化到玻璃化温度(Tg)以上。然后将塑料熔体送入喷嘴,一层一层地沉积。

纤维增强聚合物的FDM


高分子材料的强度可通过纤维的增强而显著提高。使用3d打印技术制造的纤维增强聚合物越来越受欢迎。纤维-基体相互作用和孔隙率是聚合物复合材料3d打印中需要考虑的重要因素。FDM由于其材料的柔韧性和性能的一致性,是目前最受欢迎的聚合物纤维复合材料的生产方法。

虽然3d打印增材制造方法是一个复杂的生产材料和易于使用的零部件的过程,但这些打印零件的现场服务材料行为是高度复杂的。这些性能受长丝材料、温度、印刷速度等工艺参数的影响。材料的行为是高度各向异性的,并由沉积层和周围环境产生的微观结构控制。由此产生的材料性能可以用应力-应变关系在模型的有限元分析和应力分析中是至关重要的。188金博体188金博体育AdvanSES有充分的能力来测试这些复杂的材料和他们的行为使用阵列ot技术。3D打印零件和材料的机械测试现在是我们服务组合的关键部分

3D打印零件和材料的力学测试一般包括以下测试:

  1. 单轴拉伸测试
  2. 弯曲测试
  3. 压缩试验
  4. 泊松的定量测试
  5. 轴向疲劳测试。
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