Studio degli effetti delle temperature di stampa 3D su compositi PLA in metallo rame
In ” Effetto della temperatura di stampa sulle proprietà meccaniche dell’acido polilattidico di rame e metallo “, gli autori Mohd Fara Zureel Ikhqwan bin Mohd Arpan e Lim Joon Hoong delineano le loro scoperte riguardo al PLA metallico. Utilizzando il PLA di metallo rame con polvere di metallo di rame al 15 percento, gli autori hanno sperimentato, facendo un confronto con il PLA puro e rilevando differenze nelle proprietà meccaniche. Le temperature di stampa variavano da 180 ° a 230 ° con un incremento di 5 °, con campioni cubici stampati in 3D per lo studio.
Poiché i filamenti riempiti di metallo sono realizzati con materiali più pesanti, sono più densi di molti altri materiali, sentendosi più pesanti nella mano e presentando una finitura metallica. Numerose polveri possono essere aggiunte ai filamenti, creando composti e migliorando le proprietà meccaniche. Metal PLA è molto più facile da lavorare; in effetti, gli autori sottolineano che è possibile utilizzare questo composito “a casa per un centesimo del costo”.
C’è ancora un territorio pesantemente inesplorato nella stampa 3D con il metallo, soprattutto se si considerano le temperature estreme da raggiungere, fino a 1400 gradi Celsius. E mentre l’hardware in grado di produrre tale calore è proibitivo per la maggior parte dei costi, ci sono ancora “molte teorie non testate” che ruotano intorno ai soli parametri di stampa.
“Si ipotizza che il cambiamento di temperatura sia influenzato dal rapporto metallo / PLA del composto e che si possano determinare le impostazioni ottimali di stampa del PLA di metallo”, affermano i ricercatori.
Mentre studi precedenti potrebbero aver dimostrato che la polvere di metallo ha ridotto le temperature di stampa per il PLA di metallo, in questo studio hanno variato la quantità di polvere di metallo, studiando le proprietà meccaniche e la resistenza alla trazione. I campioni erano composti da una densità di riempimento del 50 percento, usando un ugello di dimensioni 1,0 e una velocità di stampa di 45 mm / s. Sono stati creati cinque campioni per ciascuna temperatura di stampa.
“Per la caratterizzazione della spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDX), è stato stampato un campione di PLA di metallo rame e PLA puro a forma di cuboide con dimensioni di 22 x 10 x 10 mm”, hanno affermato i ricercatori.
I campioni sono stati valutati per vedere l’efficacia del rame miscelato con il PLA. Ispezionando i campioni, gli scienziati hanno capito che i campioni di bobine di filamenti di rame PLA erano “ben miscelati”. Alcuni campioni tuttavia li hanno avvertiti del potenziale di intasamento in quanto tali agglomerati influenzerebbero il diametro dell’ugello.
“Poiché solo una delle quattro immagini dei campioni mostrava l’esistenza di agglomerati, la bobina di filamento in rame PLA di qualità era considerata buona”, hanno affermato gli autori.
Il team di ricerca ha rilevato temperature di stampa adeguate all’aumentare della resistenza alla trazione, con la stessa proprietà che si riduce a livelli minimi all’aumentare della temperatura.
“Poiché c’erano differenze minime tra le prestazioni del PLA metallico da 215 ° a 230 °, la temperatura di stampa ottimale del PLA metallico si è conclusa a 215 °. Prendendo da una prospettiva economica, il costo del PLA metallico era più alto del normale PLA ma in cambio offerte, pesantezza strutturale, riduzione del restringimento del materiale e maggiore resistenza alla trazione a condizione che fosse stampato alla sua temperatura di stampa ottimale di 215 ° “, hanno concluso i ricercatori.
“L’aumento della temperatura di stampa più elevata può dare ulteriore resistenza alla trazione, ma anche aumentare i costi complessivi di stampa. Poiché la stampante 3D funziona per l’intera durata del tempo di stampa, una temperatura di stampa più elevata può far aumentare la potenza utilizzata. “
