溫度對于3D打印耗材成型的幫助

基本能夠?qū)崿F(xiàn)TPU耗材的擠出成型，經(jīng)激光測徑儀的測量和調(diào)節(jié)也都控制在尺寸誤差之內(nèi)。由于設(shè)定了不同的口模溫度，因此每次都需要對其他相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至達(dá)到成型穩(wěn)定狀態(tài)。3D打印使用的TPU耗材擠出溫度有兩個臨界值，過低（170）和過高（200）的溫度都不適宜擠出拉伸成型。隨著溫度的改變，不同溫度下的外觀表征也有所區(qū)別，表和圖中顯示了穩(wěn)定狀態(tài)下TPU耗材的出料狀態(tài)和透明度。在低溫狀態(tài)下，TPU耗材呈現(xiàn)暗白色，這主要是因?yàn)榈蜏叵碌乃芑潭鹊?，?nèi)部高分子還處于熔融不充分狀態(tài)中，而且擠出表面略硬。隨著溫度的上升，塑化程度上升，可以明顯看出TPU耗材的透明度上升，耗材外表面澄清、無雜質(zhì)，這也達(dá)到了適宜的外觀狀態(tài)，因而溫度升高是有利于耗材成型的。

除了耗材外觀表征和尺寸之外，耗材的微觀表征也一樣能夠反映表面質(zhì)量，而且能進(jìn)一步地觀察表面缺陷。本次微觀分析采用的顯微鏡是美國OPLENIC公司Ｍ-BD-T3型號的光學(xué)顯微鏡，截取5cｍ長的TPU耗材，依次對不同溫度狀態(tài)下的耗材外表面進(jìn)行觀察，圖為實(shí)際拍攝的微觀表征圖片。

從圖中可以看出，在低溫區(qū)域（175-185°C），TPU耗材表面比較平滑，雖然透明度不高，但是表面基本保持流線型狀態(tài)。而在高溫區(qū)域（190-195°C），雖然宏觀上看到的耗材表面清澈透明，但是微觀上卻有不少缺陷，比如明顯的凹槽和凸起，這也與加工過程中熔體的不穩(wěn)定性有關(guān)。而且溫度的升高還帶來了氣泡的產(chǎn)生，嚴(yán)重部位產(chǎn)生了熔體破裂，這實(shí)際上與熔體流動有關(guān)。由于熔體在出口截面上存在較大的速度梯度分布，過高的擠出溫度導(dǎo)致熔體粘度急劇下降，使其抵抗外界變形的能力降低，一旦熔體離開口摸后，失去邊界約束，就會導(dǎo)致不規(guī)則的脹大變形，同時溫度過冷引起了雜質(zhì)和氣泡的夾帶，出現(xiàn)了缺陷?？偟膩碚f，從表面質(zhì)量來看，本次加工的TPU耗材適宜的溫度區(qū)間是在185和190°C間，雖然還包括其他微小工藝參數(shù)的影響，但是大體上已經(jīng)符合打印條件了。

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