3D打印模型的填充率試驗(yàn)

根據(jù)以往有關(guān)熔融沉積快速成型的研究，影響最終打印件的質(zhì)量水平主要是兩大類因素，一類是堆疊角度、打印層厚、取向方式、氣泡等物料參數(shù)；另一類是進(jìn)料速度、擠出溫度、擠出率等機(jī)械參數(shù)?？紤]到PEEK快速成型的特殊性，本文選取了擠出溫度、打印層厚和進(jìn)料速度這三個(gè)因素來反映打印件的填充效果。填充效果直接關(guān)乎到打印件的內(nèi)部絲料堆疊，進(jìn)而表現(xiàn)整體的強(qiáng)度和表面質(zhì)量，而內(nèi)部層間絲料的堆疊程度則用絲料的寬度來反映，絲寬和絲間隙可以明顯表示出絲料的結(jié)合程度。

此次試驗(yàn)的打印設(shè)備采用之前搭建的聚醚醚酮3D打印機(jī)平臺(tái)，選用遠(yuǎn)程進(jìn)料噴頭，最高加熱溫度420°C，加熱底板加熱溫度為150°C，環(huán)境溫度控制在100°C，以減少翹曲和分層缺陷的產(chǎn)生。在打印開始前，需要開啟環(huán)境加熱器20ｍin左右以保證腔室的溫度，隨后按照打印流程開始。主要測試儀器有：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的高精度電子天平，型號(hào)為FA1004，美國ＯPLENIC公司生產(chǎn)的光學(xué)顯微鏡，型號(hào)為Ｍ-BD-T3。本次試驗(yàn)用的是改進(jìn)型VivtrexPEEK450G，直徑（1.7±0.05）ｍｍ。PEEK絲料在真空干燥箱內(nèi)120°C下烘干6h，在三種打印參數(shù)下分別打印方塊模型試件（長寬高為20ｍｍ*20ｍｍ*3ｍｍ），每種情況取三種試件進(jìn)行后期數(shù)據(jù)測量及處理，具體的3D打印參數(shù)設(shè)置如表。

由于填充率直接反映著層間結(jié)合的效果，并影響最終的打印質(zhì)量，因此我們用填充率來表示3D打印制品實(shí)際的填充效果。在設(shè)定打印路徑不變的情況下，雖然理論上打印參數(shù)的填充率設(shè)為100，但是實(shí)際填充愛其他參數(shù)的改變往往都低于100，同一層以及不同層之間絲料堆疊情況不一致，間隙距離也不盡相同。

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