FDM技术下3D打印温度与填充率研究

3Ｄ打印温度和3Ｄ打印填充率的研究基础上，为了更加直观的观察FDM技术打印成型制品的内部形貌。采用扫描电镜对3Ｄ打印标准拉伸样条的断面形貌进行了对比观察，以最终确定非充气轮胎的3Ｄ打印温度和3Ｄ打印填充率的设置。

称取一定重量的TPU材料，首先将其在烘箱中进行烘干处理，然后将熔融挤出仪设定到测试温度进行预热5min左右。再将烘干的TPU材料加入到熔融挤出仪中，同时在材料上端施加一定的作用力将加热熔融的TPU材料挤出。称量10min时间内TPU材料的挤出量，即为材料的熔融指数。

称量一定重量的TPU材料，进行烘干处理。然后将毛细管流变仪设置到指定温度进行预热处理，达到预热温度后将烘干的TPU材料加入到毛细管流变仪的内腔中，测试前要进行取点个数设置、预热和预压次数设置以及校准操作，最终进行测试。最后通过计算机进行数据采集，根据采集的数据得到TPU材料的剪切黏度随剪切速率的变化关系。

3Ｄ打印样条测试部位通过液氮冷却，在冷却条件下将其折断，进行断面制作，并需要注意断面的规整性，然后将需要测试的断面进行喷金处理，最终通过扫描电镜进行断面形貌观察。

熔融挤出仪测得LANXESS－PC930在210°Ｃ时熔融指数小，流动性差，所以提出了通过提高3Ｄ打印温度来保证ＦＤＭ成型时的稳定性这一决定方案。为了更加具体的确定3Ｄ打印温度与材料流动性的关系，对LANXESS－PC930通过毛细管流变仪测试其流动性。

3Ｄ打印温度下打印成型的标准拉伸样条的应力－应变曲线。为保证研究的准确性，分别在20％、40％、60％、100％填充率条件下，只改变3Ｄ打印温度进行标准拉伸样条的打印，从而研宄3Ｄ打印温度对ＦＤＭ技术成型制品机械性能的影响。

相同3Ｄ打印填充率下，基本符合随3Ｄ打印温度的升高，其3Ｄ打印标准拉伸样条的拉伸强度逐渐减低。只有在填充率为20％时，3Ｄ打印温度为215°Ｃ的标准拉伸样条的拉伸强度比3Ｄ打印温度为210°Ｃ时的拉伸强度略大，而其余各3Ｄ打印温度下的对比，均符合随3Ｄ打印温度的升高，其3Ｄ打印标准拉伸样条的拉伸强度逐渐减低，原因分析可能是由于3Ｄ打印填充率太低，导致其3Ｄ打印成型的标准拉伸样条内部存在一定的缺陷所导致。

随着初始选定的3Ｄ打印填充率的增大，在相同填充率而不同打印温度时，随着3Ｄ打印温度的提高，3Ｄ打印标准拉伸样条的拉伸强度逐渐降低这一规律越明显。因此，对于LANXESS－PC930在基于FDM技术打印制品时，选定3Ｄ打印温度为210°Ｃ，将更有利于提高成型制品的力学性能。

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