打印工艺对PLA耗材成型件力学性能的影响

李鹏宇¹，张保丰^1,2*，尹亚星¹，王仲腾¹

(1.黄河科技学院 工学部，河南 郑州 450063; 2.郑州市纤维增强高分子基复合材料重点实验室，河南 郑州 450063)

摘要：在3D打印成型技术中，打印工艺对其成型工件的力学性能有很大影响。以聚乳酸(PLA)为打印耗材，以3D打印的方式制备聚乳酸拉伸、冲击样条，根据切片软件的设定，经过对填充率、打印温度和打印速度的调节，以及对打印耗材生产后放置时间的控制，研讨打印工艺对PLA产品力学性能的影响。结果表明，当打印耗材放置时间为1天、填充率为100%、打印温度为200℃、打印速度为30mm/s 时，具有良好的力学性能，此时拉伸强度可以高达45.53 MPa，冲击强度可高达61.53 J/m。

关键词：3D打印；打印工艺；PLA；力学性能

中图分类号：TQ320.66      文献标识码:A   

Effect of Printing Process on Mechanical Properties of PLA Consumables

Li Pengyu¹, Zhang Baofeng^1,2 , Ji Xingchen¹, Yin Yaxing¹

(1.Faculty of engineering, Huanghe science and technology College, Zhengzhou City,Henan Province 450063;2. Zhengzhou Key Laboratory of Fiber Reinforced Polymer Composites, Zhengzhou City,Henan Province 450063)

Abstract: In 3D printing molding technology, the printing process has a great influence on the mechanical properties of the formed parts.Polylactic acid (PLA) was used as printing consumables to prepare polylactic acid drawing and impact splines by 3D printing. According to the setting of slicing software, the influence of printing process on the mechanical properties of PLA products is discussed by adjusting the filling rate, printing temperature and printing speed, as well as the control of placement time after printing consumables production. The results show that when the printing consumables are placed for 1 day, the filling rate is 100%, the printing temperature is 200 ℃ and the printing speed is 30mm/s, the tensile strength can reach 45.53 MPa, and the impact strength can be as high as 61.53 J / m.

Key words:3D Printing;Printing Process; PLA;Mechanical Properties

0 引言

1 实验部分

1.1 实验材料

以PLA为原材料，以PBAT为增韧剂，使用东莞市松湖塑料机械有限公司生产的3D打印耗材挤出生产线进行3D打印耗材挤出，其中挤出主机为45-28单螺杆挤出机，线材直径为1.75mm丝状，挤出温度为200℃。

1.1.2 实验设备

高速混合机：型号SHR-50，张家港市亿利机械机械有限公司。微控电子万能试验机：CMT4304，美特斯工业系统(中国)有限公司。摆锤式冲击试验机：CMT4304，美特斯工业系统(中国）有限公司。3D打印机：3D-S15, 郑州智瀚电子科技有限公司。

图1 拉伸标准样条

表1正交实验设计因素

图3 放置时间对试样性能的影响

参考文献：

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收稿日期：2020-03-26

基金项目：郑州市第六届中青年骨干教师(zzjs201902)

作者简介：李鹏宇(1999— )，男，河南开封人，本科生，所学专业（研究方向）为材料成型及控制工程。

*通信作者：张保丰，副教授，E-mail: xxxxxxxxx@163.com。