泰國(guó)研究團(tuán)隊(duì)：比較適合制造PLA復(fù)合材料的填料

來(lái)自泰國(guó)曼谷吞武里國(guó)王芒庫(kù)特科技大學(xué)的研究人員繼續(xù)研究3D打印中的材料科學(xué)，這一主題近年來(lái)一直在不斷擴(kuò)展，尤其是因?yàn)樵摷夹g(shù)已滲透到主流技術(shù)中，并且不僅在實(shí)驗(yàn)室中被廣泛接受而且在個(gè)人層面上也涵蓋了廣泛的行業(yè)，教育系統(tǒng)以及辦公室和家庭。最近發(fā)表的“ 用于3D打印應(yīng)用的聚乳酸復(fù)合材料中填料類型的比較 ”概述了他們的當(dāng)前研究。

通過(guò)定制材料，當(dāng)今的用戶可以期待更大的自由來(lái)進(jìn)行自己的工作進(jìn)行創(chuàng)新，無(wú)論是設(shè)計(jì)原型，零件，醫(yī)療設(shè)備，在家中進(jìn)行DIY項(xiàng)目還是更多。由于PLA的可獲取性，可承受性和作為植物基材料的可生物降解性，PLA被廣泛使用（以及其他標(biāo)準(zhǔn)，例如ABS）。在這項(xiàng)研究中，研究人員檢查了各種適用于PLA的填料，評(píng)估了哪種添加劑最適合防止零件的脆性。

本研究評(píng)估的填充物類型包括：

• 木粉（WF）
• 滑石粉（TC）
• 碳酸鈣（CaCO3）
• 微型氣球（MB）
• 二氧化硅（SiO2）
  

在SolidWorks 2014中設(shè)計(jì)了樣本，然后將文件導(dǎo)入到Cura 2.6.2。研究人員使用FDM 3D打印來(lái)制造用于拉伸測(cè)試的物體。

Cura 2.6.2中的設(shè)置

3D打印拉伸試樣的樣本

測(cè)試啞鈴形樣品的楊氏模量，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

作者在研究論文中說(shuō)：“發(fā)現(xiàn)3D打印部件是完全制造的，并且在制造過(guò)程中形狀穩(wěn)定�！� “ 3D打印復(fù)合材料的顏色和質(zhì)地有所不同，這取決于填料的顏色和物理特性。PLA / TC，PLA / CaCO3，PLA / MB和PLA / SiO2復(fù)合材料表面發(fā)白，光滑，而PLA / WF復(fù)合材料表面棕色和粗糙。

3D打印復(fù)合材料的拉伸性能

PLA復(fù)合材料的3D打印零件：（a）純PLA，（b）PLA / WF，（c）PLA / TC，（d）PLA / CaCO3，（e）PLA / MB和（f）PLA / SiO2

通過(guò)添加TC和MB，研究人員能夠降低脆性。與純PLA和其他復(fù)合材料相比，使用PLA / TC復(fù)合材料可顯示出更大的伸長(zhǎng)率和彎曲強(qiáng)度。

“ 3D打印的PLA / TC復(fù)合材料比純的PLA和PLA復(fù)合材料具有更高的伸長(zhǎng)率和抗彎強(qiáng)度，因?yàn)榛�石鍍層可以終止裂紋，然后支撐更大的力。” 裝有玻璃微氣球的PLA具有最佳的沖擊強(qiáng)度，其原因與最高的熔體流動(dòng)速率有關(guān)，從而導(dǎo)致了層之間的良好融合和結(jié)合。此外，TC填充和MB填充的PLA復(fù)合材料在制造過(guò)程中形狀穩(wěn)定，制造和韌性均令人滿意�！毖芯咳藛T總結(jié)說(shuō)。

對(duì)于熱性能，除PLA / MB以外，當(dāng)添加填料時(shí)，PLA稍微降低了維卡軟化點(diǎn)。接下來(lái)，我們重點(diǎn)研究用于3D打印的玻璃微球填充的PLA在CNC機(jī)床的刀架中的性能。接下來(lái)，我們專注于研究PLA 3D打印零件的摩擦和磨損性能，這些零件裝有玻璃微氣球，用于在銑削CNC機(jī)床中制造刀架。”