泰国研究团队:比较适合制造PLA聚乳酸复合材料的填料-Stratasys3D打印机

来自泰国曼谷吞武里国王芒库特科技大学的研究人员继续研究3D打印中的材料科学,这一主题近年来一直在不断扩展,尤其是因为该技术已渗透到主流技术中,并且不仅在实验室中被广泛接受而且在个人层面上也涵盖了广泛的行业,教育系统以及办公室和家庭。最近发表的“ 用于3D打印应用的聚乳酸复合材料中填料类型的比较 ”概述了他们的当前研究。

通过定制材料,当今的用户可以期待更大的自由来进行自己的工作进行创新,无论是设计原型,零件,医疗设备,在家中进行DIY项目还是更多。由于PLA的可获取性,可承受性和作为植物基材料的可生物降解性,PLA被广泛使用(以及其他标准,例如ABS)。在这项研究中,研究人员检查了各种适用于PLA的填料,评估了哪种添加剂最适合防止零件的脆性。

本研究评估的填充物类型包括:

木粉(WF)滑石粉(TC)碳酸钙(CaCO3)微型气球(MB)二氧化硅(SiO2)

在SolidWorks 2014中设计了样本,然后将文件导入到Cura 2.6.2。研究人员使用FDM 3D打印来制造用于拉伸测试的物体。

3D打印拉伸试样的样本

测试哑铃形样品的杨氏模量,拉伸强度和断裂伸长率。

作者在研究论文中说:“发现3D打印部件是完全制造的,并且在制造过程中形状稳定。” “ 3D打印复合材料的颜色和质地有所不同,这取决于填料的颜色和物理特性。PLA / TC,PLA / CaCO3,PLA / MB和PLA / SiO2复合材料表面发白,光滑,而PLA / WF复合材料表面棕色和粗糙。

3D打印复合材料的拉伸性能

PLA复合材料的3D打印零件:(a)纯PLA,(b)PLA / WF,(c)PLA / TC,(d)PLA / CaCO3,(e)PLA / MB和(f)PLA / SiO2
通过添加TC和MB,研究人员能够降低脆性。与纯PLA和其他复合材料相比,使用PLA / TC复合材料可显示出更大的伸长率和弯曲强度。

“ 3D打印的PLA / TC复合材料比纯的PLA和PLA复合材料具有更高的伸长率和抗弯强度,因为滑石镀层可以终止裂纹,然后支撑更大的力。” 装有玻璃微气球的PLA具有最佳的冲击强度,其原因与最高的熔体流动速率有关,从而导致了层之间的良好融合和结合。此外,TC填充和MB填充的PLA复合材料在制造过程中形状稳定,制造和韧性均令人满意。”研究人员总结说。

对于热性能,除PLA / MB以外,当添加填料时,PLA稍微降低了维卡软化点。接下来,我们重点研究用于3D打印的玻璃微球填充的PLA在CNC机床的刀架中的性能。接下来,我们专注于研究PLA 3D打印零件的摩擦和磨损性能,这些零件装有玻璃微气球,用于在铣削CNC机床中制造刀架。”

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