ABS/PC合金熔融沉积过程对制件拉伸性能的影响

摘要

熔融沉积成型技术（Fused Deposition Modeling，FDM）是目前迅速发展的三维打印技术之一，具有设备成本低、占地面积小、成型速度快等特点，但也因为其成型件力学强度较低的缺陷，限制了熔融沉积成型的发展。而其中一个关键就是提升其制品的拉伸性能。
　　本论文突出研究FDM制品成型中的拉伸性能，将FDM制件的拉伸强度作为其拉伸性能的评价指标，以提高拉伸强度为目的，对PC含量及相容剂E-MA-GMA的添加、打印前丝材直径的设定以及工艺过程中涉及到的分层厚度、挤出头温度、打印速度和挤出头直径等主要工艺参数等方面进行重点研究，并从紧实度角度深入分析拉伸强度受影响的基本机理。
　　通过本文的研究首先得出PC和E-MA-GMA影响ABS/PC合金FDM制品拉伸强度的实质是不同含量的PC和E-MA-GMA对ABS/PC合金的内部结构影响不同而引起的拉伸强度差异。然后通过修改工艺中丝材直径的设定来提升 FDM纵向制件的拉伸强度。这种方案在实验中得到了证实，从而表明通过适当减小设定的丝材直径可以提升FDM制品紧实度，是提高拉伸强度的有效途径。据此，本文提出了制品拉伸强度与紧实度之间的定量模型，该模型表明拉伸强度与紧实度之间呈正相关线性关系。因而，本文认为，在模型的适用范围内，通过减小设定的丝材直径而提升制品紧实度是提高FDM制品拉伸强度的一种有效方法。在此基础上，本文进一步通过单变量试验和正交综合试验分析工艺参数对于FDM纵向制件拉伸强度的影响，并找出最佳工艺参数组合，同时得出两组可以制备出跟注塑件类似的制品工艺参数组合。然后建立了对于不同配比的ABS/PC合金适用的的线性拟合方程。上述研究为提高ABS/PC合金FDM制品的拉伸性能奠定了坚实的理论基础，为促进FDM工艺发展的可能性提供了有效手段。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 熔融沉积打印技术研究现状

1.3 熔融沉积成型技术存在的主要问题

1.4 研究意义及内容

第2章 实验材料、设备及方法

2.1 实验材料

2.2 实验设备

2.3 实验方法

2.4 试样表征与分析

2.5 本章小结

第3章 ABS/PC合金组分对制品质量的影响

3.1 PC含量对ABS/PC合金性能的影响

3.2 PC含量对注塑试样力学性能的影响

3.3 PC含量对打印试样力学性能的影响

3.4 相容剂E-MA-GMA对打印试样力学性能的影响

3.5 确定ABS/PC合金的配比

3.6 本章小结

第4章 FDM设定丝材直径对拉伸强度的影响

4.1 FDM制件的各向异性

4.2 FDM纵向制件拉伸试验

4.3 FDM制件拉伸断面形貌

4.4 丝材直径设定对纵向制件拉伸强度作用的机理

4.5 本章小结

第5章 工艺参数对纵向制件拉伸强度的影响

5.1 单变量对纵向制件拉伸强度的影响

5.2 实验设计优化工艺参数

5.3 C/E/G三组材料拉伸强度与紧实度的关系

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢