基于PLA絲材的FDM試件機械性能分析及優(yōu)化.pdf

1、熔融沉積成型工藝(Fused Deposition Modeling)是快速成型制造領域應用較為廣泛的一類技術，在工程零部件及醫(yī)療器械的生產方面發(fā)揮著重要的作用。FDM工藝的成型精度一直是此項技術的研究熱點，而成型件機械性能的研究相對較少。隨著新型材料的不斷出現(xiàn)，以及工程實際的使用要求不斷增多，更多的用戶開始關注成型件的機械性能。改善成型件的粘結強度，提高其機械性能，成為熔融沉積成型工藝，乃至快速成型領域的研究重點。
　　本文首先

2、從微觀層面入手，結合新型聚乳酸(PLA)材料的固有特性，對液晶態(tài)高分子聚合物絲材的粘結機理進行了闡述，并根據熱焊接原理推導出絲材粘結強度的理論模型以及單片固化層的應力—應變關系公式，為后續(xù)的成型件機械性能的分析研究提供有益的理論依據。
　　根據成型方向，成型溫度，分層厚度，輪廓寬度，填充線寬，以及填充速度等工藝影響因素的不同，設置三組實驗參數，加工135個試件。通過顯微圖像觀測與拉伸試驗相結合的方法，分別對試件的抗拉極限強度、楊氏

3、模量以及拉伸應變進行分析和比較，得出了影響成型件機械性能的本質原因，同時為PLA材料在快速成型領域的應用提供了有效的數據參考。分析試驗結果后得出，在XZY成型方向，當成型溫度為210℃時試件的機械性能優(yōu)于其他參數下的成型試件，但上述工藝參數對機械性能的具體影響程度仍有待分析。
　　為了進一步分析分層厚度，輪廓寬度，填充線寬，以及填充速度對機械性能的影響程度，對上述四個參數進行了多指標綜合優(yōu)化。根據正交實驗法設計九組拉伸試驗，將抗拉