3D打印顆粒和線材PLA

魔猴君  行業(yè)資訊   571天前

事實證明，使用顆粒形式的PLA進(jìn)行3D打印比使用長絲形式的PLA進(jìn)行打印更便宜、速度更快，但迄今為止尚未對所得部件進(jìn)行可靠的比較研究。

歐洲航天局資助的《增材制造》雜志剛剛發(fā)表的一項新研究比較了用顆粒打印的3D打印零件與用細(xì)絲打印的零件的強度和整體質(zhì)量。

細(xì)絲由塑料顆粒制成（來源：Flexpipe）

“結(jié)果表明，長絲材料擠出(FME)和顆粒材料擠出(GME)打印部件的機械性能在拉伸性能、彎曲強度和模量以及沖擊強度方面沒有顯著差異(>0.05)，”《基于顆粒的材料擠出在打印PLA零件的機械性能方面與基于細(xì)絲的材料擠出相當(dāng)：一項綜合調(diào)查》一書的作者Handai Liu等人表示。

Tumaker雖然未在本研究中使用，但它是一種桌面尺寸的FDM打印機，可以使用顆粒形式的材料

（來源：Tumaker）

Liu寫道，“之前的研究報告的結(jié)果好壞參半，一些研究發(fā)現(xiàn)GME打印部件的機械性能比FME打印部件差，而另一些研究報告的性能相當(dāng)或略好。”但他說，這些研究“僅限于拉伸或彎曲性能評估”，并且“缺乏明確的解釋來支持它們”。

劉的對比測試采取了更詳盡的方法，包括拉伸測試、沖擊測試、三點彎曲測試和硬度測試，以揭示打印部件的綜合機械性能。此外，他的團(tuán)隊還利用掃描電子顯微鏡(SEM)、差示掃描量熱法(DSC)、熱成像、流變測試和凝膠滲透色譜(GPC)進(jìn)行零件分析。

FME(a)和GME(b)打印機、FME(c)和GME(d)原料、FME(e)和GME(f)打印樣本概述（來源：基于顆粒的材料擠出）

顆粒和線材PLA打印比較

該研究使用了來自荷蘭Wateringen的Real Filament的直徑1.75毫米的聚乳酸(PLA)長絲。作為顆粒材料，使用相同的長絲，只是用剪刀切成1–2.5毫米的碎片。打印機是Creality Ender 3 Pro，開箱即用，配有長絲，然后使用Mahor的顆粒材料擠出頭和Nema 17步進(jìn)電機來驅(qū)動單螺桿擠出機進(jìn)行修改。

對于兩種打印方法，除了擠出速度和打印速度之外，大多數(shù)打印參數(shù)都設(shè)置為相同的值。

根據(jù)新的研究，您可以期望使用顆粒形式的PLA進(jìn)行3D打印與使用長絲形式的PLA進(jìn)行3D打印具有相同的打印質(zhì)量

（來源：Mahor）

不同：

盡管所比較的部件幾乎在所有方面都相差不大，但劉發(fā)現(xiàn)了一些對比點。

顆粒打印樣品的平均分子量高于長絲打印樣品，這可以歸因于顆粒擠出室的實際溫度較低，因為“與長絲擠出相比，其在加熱器、熱敏電阻和熔化室之間的位置不同”頭，”研究稱。

這就是為什么顆粒樣品的機械性能（拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度）結(jié)果略高于長絲樣品的結(jié)果。報告解釋說：“分子量越高，拉伸、彎曲和沖擊性能越好，因為聚合物無定形區(qū)域中聚合物鏈的纏結(jié)程度越高，運動阻力就越高。”

報告稱，顆粒印刷品的平均硬度值略低于長絲樣品，這可歸因于其表面更粗糙和密度略低。顆粒的平均肖氏D值為81.44，長絲的平均肖氏D值為82.28。

Mahor V4顆粒擠出機是少數(shù)可用于桌面FDM打印機的附加顆粒擠出機之一（來源：Mahor）

Liu總結(jié)道，由于機械性能相當(dāng)，使用顆粒材料進(jìn)行3D打印無需長絲制造步驟，從而節(jié)省時間和金錢。

盡管該研究沒有評估使用回收材料或廢料進(jìn)行打印，但它推斷顆粒打印“具有回收熱塑性廢物并直接以顆粒形式打印熱敏材料的能力”，從而“節(jié)省成本，減少對環(huán)境的影響，并提高效率”并簡化了3D打印工作流程。”

來源：ALL3D