3D打印参数设置对3D打印材料PLA的拉伸性能的影响

3D打印

       聚乳酸(PLA)是一种绿色环保可降解的3D打印材料，也是桌面型3D打印机最常用的耗材之一。虽然PLA在3D打印中比较好用，但是PLA它本身存在一些局限限制了它的进一步使用，例如的加工性能不够好，打印出来的产品强度不够大。

        为了解决PLA的这些问题，美国亚利桑那州立大学的四名学生决定研究如何设置3D打印机才能用PLA材料制造出强度更高、更坚硬的的对象，并以此作为他们高级工程学课程的毕业论文。该项目的标题是：《实验设计：3D打印参数及其对PLA拉伸性能的影响（Design of Experiment: 3D Printing Parameters and Their Effects on Tensile Properties of Poly(lactic) Acid (PLA)）》

        Zimmerman设定了影响3D打印效果的四个关键因素，即打印方向、打印速度、退火温度和退火时间。所谓退火是指将3D对象放置于工业炉中一段时间后，然后再慢慢冷却的热处理过程。下面是被测试的各种因素的参数范围的图表。

      
        他们的研究结果揭示了一些有关如何3D打印强度更高的物品的有趣而有用的信息，以及当3D打印完成后如何增加其强度。下面是他们的结论：
        
        打印方向
        最佳的打印方向是水平的。水平放置的3D打印对象扛拉力性能最好。
        
        打印速度
        在他们的实验中，最佳打印速度为90毫米/秒，这样的速度与较慢的45毫米/秒相比，打印对象的抗断强度数值得到了优化。
        
        退火温度和时间
        打印完成后的物品放入工业炉中进行退火处理的最佳时间是30分钟，温度为140˚C 。需要注意的是，PLA线材最初的挤出温度是190˚C 。
        




      虽然这只是美国学生的毕业论文，严格来说也不能称作为一种令人兴奋的研究成果，不过，从其中我们依然可以启发自己往更多方面对3D打印及其相关技术进行更深入的研究。