Riempimento del modello ed effetti di densità sulle proprietà di trazione del materiale PLA stampato in 3D

Stampa 3D in Indonesia: ricerca del modello di riempimento e della densità del PLA

Nel recente ” Riempimento del modello ed effetti di densità sulle proprietà di trazione del materiale PLA stampato in 3D “, i ricercatori indonesiani approfondiscono i dettagli della fabbricazione con materiale in acido polilattico (PLA), lavorando con tre diverse densità e motivi di riempimento.

Mentre sia l’acrilonitrile butadiene stirene (ABS) sia l’acido polilattico (PLA) sono comunemente usati nella stampa 3D, per questo studio i ricercatori si sono concentrati sul PLA, spesso scelto per convenienza, accessibilità e potenziale per la produzione di prototipi e parti innovativi e leggeri. Non solo, a causa della sua natura vegetale, il PLA è biodegradabile e più rispettoso dell’ambiente.

Studiando principalmente la densità di riempimento e il modello di riempimento, il team di ricerca ha utilizzato i test di trazione per rivelare le proprietà del materiale, variando i parametri per testare le proprietà come resistenza alla trazione, resistenza allo snervamento e resistenza finale.

Sono state scelte le seguenti densità di riempimento:

25 percento
50 percento
75 percento
Sono stati utilizzati tre schemi di riempimento:

Griglia
Tri-esagonale
Concentrico
Sono stati utilizzati cinque campioni per ciascuna combinazione, ottenendo complessivamente 45 campioni. I ricercatori hanno utilizzato PLA da 1,75 mm, stampando temperature di fusione di circa 190 ° C – 230 ° C. Per i campioni di stampa 3D, il team di ricerca ha utilizzato un’impostazione della temperatura di 210 ° C.

I motivi di riempimento sono stati stampati come segue:

Motivo a griglia per la stampa di strati di oggetti in percorsi di attraversamento di 90 gradi
Motivi tri-esagonali che stampano i livelli degli oggetti in tre direzioni di percorso, ciascuna variabile di 120 gradi rispetto all’altra
Angolo di percorso più basso (in termini di asse assiale del campione) di 30 gradi
Stampa a motivo concentrico in direzione dell’asse assiale del campione

Nel complesso, lo studio ha dimostrato che all’aumentare delle proprietà di trazione, aumenta la densità di riempimento, con l’esclusione del modello concentrico al 75% di densità di riempimento.

“In base al risultato, le proprietà di trazione più elevate corrispondevano al modello concentrico con il 75% della densità di riempimento, dove ha 42,2 MPa di resistenza massima, 3,89 GPa del modulo di Young e 40,98 MPa di resistenza allo snervamento. Inoltre, è stato testato il modello di griglia con densità di riempimento del 100% ed è stato registrato che il modulo di Young e la resistenza allo snervamento erano rispettivamente 3,6 GPa e 48,2 MPa. Per una densità di riempimento del 100%, l’effetto del pattern di riempimento sulle proprietà meccaniche è trascurabile “, hanno concluso i ricercatori.

“I risultati possono essere utilizzati come dati di riferimento per la creazione di un modello ad elementi finiti (FEM) e la previsione delle proprietà di trazione ottimali rispetto alla selezione dei parametri di stampa. Indagini approfondite sull’effetto del modello di riempimento sulle proprietà di trazione sono suggerite per studi futuri. “