將TPU耗材應(yīng)用于柔性3D打印

擠出的TPU耗材主要用于3D打印成型，因此不同擠出狀態(tài)下材料的可打印性能也要做比較。之前對于耗材表面質(zhì)量進行了宏觀和微觀的觀察，發(fā)現(xiàn)了適宜的溫度加工區(qū)間。此次選擇了力學(xué)性能作為耗材的可打印性指標(biāo)，即對3D打印的拉伸試樣進行拉伸試驗，從打印的質(zhì)量和力學(xué)性能方面來選擇最終用于3D打印的耗材種類。

本次實驗按照橡膠拉伸標(biāo)準(zhǔn)GBT528-2009進行，每種溫度狀態(tài)下選擇5個試樣，5種狀態(tài)一共25個樣本，待拉伸結(jié)束后取平均值處理。由于TPU的模量和硬度較低，在進料時容易受到末端阻力的影響而造成繞絲堵頭，因此在打印時應(yīng)注意慢速高溫打印，將打印噴嘴溫度設(shè)置為235°C，比常規(guī)的PLA打印要高20-30°C；打印速度設(shè)置為30-40ｍｍ/s，空走速度可以高點，設(shè)置為90ｍｍ/s。同時，為了最大程度獲取高質(zhì)量的打印效果，填充率設(shè)置為100％，邊緣外殼數(shù)量設(shè)置為1層，每一層層高設(shè)置為0.2ｍｍ。雖然設(shè)置的填充率為100％，但實際還遠(yuǎn)達不到，主要是因為TPU打印的絲料較細(xì)，層層堆疊之間有較大間隙，這極大影響了拉伸強度。因而除了填充密度之外，邊緣數(shù)量設(shè)置為2層，同時將主要打印角度設(shè)置為45°，這樣增加了軸向拉伸的強度。

主要進行了對柔性耗材的加工工藝進行了初步探討，以TPU為加工對象，分析工藝條件對擠出質(zhì)量的影響，綜合得出適宜的加工工藝條件，將擠出溫度確定在180-185之間。本次擠出的TPU耗材主要應(yīng)用于柔性3D打印中，因此成型質(zhì)量好壞一定程度決定了打印效果。具體研究過程如下：

1. 根據(jù)耗材性質(zhì)修改確定了擠出模具口模，分析擠出過程中的工藝條件，重點關(guān)注了擠出溫度這個調(diào)控參數(shù)，并對其影響性能展開了實驗對比。
   

2. 分析不同擠出溫度狀態(tài)下的TPU耗材質(zhì)量，隨著溫度的上升，耗材的透明度提升。從微觀狀態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)了表面缺陷現(xiàn)象，過高的擠出溫度會影響耗材的表面質(zhì)量。
   

3. 進行了柔性耗材打印試樣拉伸性能分析，設(shè)計打印試樣拉伸試驗，根據(jù)拉伸性能結(jié)果顯示拉伸強度隨著溫度的升高而下降，因此確定了TPU耗材擠出加工的溫度范圍。另外從打印效果來看，已經(jīng)符合了3D打印成型的要求。

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