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3D printing and additive manufacturing. 2024 Dec 16;11(6):e2062-e2074. doi: 10.1089/3dp.2023.0170 Q32.12025

Maximizing Mechanical Performance of 3D Printed Parts Through Process Parameter Optimization

基于工艺参数优化的3DP件性能研究 翻译改进

Marijan-Pere Marković  1, Ivan Karlo Cingesar  1, Domagoj Vrsaljko  1

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作者单位

  • 1 Department of Thermodynamics, Mechanical Engineering and Energy, University of Zagreb, Faculty of Chemical Engineering and Technology, Zagreb, Croatia.

    • DOI: 10.1089/3dp.2023.0170 PMID: 39734727

    摘要 中英对照阅读

    The article discusses the importance of optimizing process parameters in 3D printing to achieve better mechanical properties of printed parts. It emphasizes the material extrusion 3D printing technology and some of the most commonly used materials, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and polyethylene terephthalate glycol (PETG). Optimizable process parameters such as, print angle, outer layer number, extruder flow ratio, extrusion (nozzle) temperature, a... ...点击完成人机验证后继续浏览

    本文讨论了优化3D打印工艺参数以提高打印件机械性能的重要性，并重点介绍了材料挤出型3D打印技术以及两种最常用的材料：丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）和聚对苯二甲酸乙二醇酯缩水甘油醚（PETG）。文中分析了一些可调的工艺参数，如打印角度、外层数量、挤出比例、喷嘴温度和分层厚度。文章还强调了后处理技术的重要性，特别是热后处理（退火）和在丙酮（AC）室中的化学后处理，以增强打印件的机械性能。结果显示，壁结构在定义机械性能方面起着关键作用，是主要的承载部件。调整挤出比例影响了材料的机械性能：与制造商推荐设置相比，增加25%挤出比率可使断裂伸长率提高44%，而增加50%则导致强度略有下降。ABS材料经过AC处理后的样品表现出58.2%较低的拉伸强度和1.9%较低的断裂延伸度，这可能是由于应力集中所致；而通过热处理得到的结果与默认打印设置相似。PETG材料经AC处理后也显示出53.2%更低的拉伸强度，但断裂伸长率提高了17.5%，而经过热处理后的结果则与未处理样品相似。在0°方向上打印的试样表现出塑性变形，具有最高的拉伸强度和断裂延伸度；而在45°和90°方向上的试样经历了分层导致的脆性断裂，证明了取向和层间粘附对机械性能有重要影响。尽管打印设置和取向对每种材料的机械性能的影响相似，但后处理效果却受聚合物基质的重要影响。

    关键词：增材制造；材料挤出；机械性能；后处理技术；工艺参数。

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    期刊名：3d printing and additive manufacturing

    缩写：3D PRINT ADDIT MANUF

    ISSN：2329-7662

    e-ISSN：2329-7670

    IF/分区：2.1/Q3

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