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新FDM框架上线 零件强度明显提升

虽然3D打印作为一种先进的零件制造方式,被行业定义为解决定制零件制造的最佳方法之一。然而3D打印零件由于在Z轴上的材料层间粘合薄弱,因此机械性能往往会根据施加力的方向或轴而变化,其强度不足以满足需要稿抗应力的工业或生产应用。近日,一个由六名国际科学家组成的团队为聚合物零件的多轴、非平面3D打印开发了新的FDM计算框架,以增强零件的应力强度。

框架生成的弯曲层可视化画面

研究人员将模型分解成弯曲的层,计算出一个优化的控制场,从中提取各个工作控制面,让工程师使用它来模拟零件在载荷下的应力分布。随后,根据控制场、外伸悬挑和桥梁的支撑结构,生成弯曲层,并将刀具路径与每个曲面中的最弱轴对其,从而使零件在各个方向上的强度最大化。

新的框架可以在5轴FMD机器上进行3D打印

为了测试框架的强度,研究人员使用FFF设备打印了一组原型,并在实验室中进行了拉伸和压缩测试。与传统的平面3D打印机相比,新技术打印出的原型强度增加了1.42-6.35倍,被研究人员评价为“令人兴奋的成果”。

就目前而言,虽然有很多方法来改善聚合物零件的机械性能,比如热处理和化学处理、填充物、甚至重新设计零件的几何形状等等。然而该研究团队的优势在于提高了足够大的强度,这对于推动3D打印在工业或生产领域的发展具有很重要的意义。

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