泰國研究團隊：比較適合制造PLA復(fù)合材料的填料

來自泰國曼谷吞武里國王芒庫特科技大學(xué)的研究人員繼續(xù)研究3D打印中的材料科學(xué)，這一主題近年來一直在不斷擴展，尤其是因為該技術(shù)已滲透到主流技術(shù)中，并且不僅在實驗室中被廣泛接受而且在個人層面上也涵蓋了廣泛的行業(yè)，教育系統(tǒng)以及辦公室和家庭。最近發(fā)表的“ 用于3D打印應(yīng)用的聚乳酸復(fù)合材料中填料類型的比較 ”概述了他們的當(dāng)前研究。

通過定制材料，當(dāng)今的用戶可以期待更大的自由來進行自己的工作進行創(chuàng)新，無論是設(shè)計原型，零件，醫(yī)療設(shè)備，在家中進行DIY項目還是更多。由于PLA的可獲取性，可承受性和作為植物基材料的可生物降解性，PLA被廣泛使用（以及其他標(biāo)準(zhǔn)，例如ABS）。在這項研究中，研究人員檢查了各種適用于PLA的填料，評估了哪種添加劑最適合防止零件的脆性。

本研究評估的填充物類型包括：

• 木粉（WF）
• 滑石粉（TC）
• 碳酸鈣（CaCO3）
• 微型氣球（MB）
• 二氧化硅（SiO2）
  

在SolidWorks 2014中設(shè)計了樣本，然后將文件導(dǎo)入到Cura 2.6.2。研究人員使用FDM 3D打印來制造用于拉伸測試的物體。

Cura 2.6.2中的設(shè)置

3D打印拉伸試樣的樣本

測試啞鈴形樣品的楊氏模量，拉伸強度和斷裂伸長率。

作者在研究論文中說：“發(fā)現(xiàn)3D打印部件是完全制造的，并且在制造過程中形狀穩(wěn)定。” “ 3D打印復(fù)合材料的顏色和質(zhì)地有所不同，這取決于填料的顏色和物理特性。PLA / TC，PLA / CaCO3，PLA / MB和PLA / SiO2復(fù)合材料表面發(fā)白，光滑，而PLA / WF復(fù)合材料表面棕色和粗糙。

3D打印復(fù)合材料的拉伸性能

PLA復(fù)合材料的3D打印零件：（a）純PLA，（b）PLA / WF，（c）PLA / TC，（d）PLA / CaCO3，（e）PLA / MB和（f）PLA / SiO2

通過添加TC和MB，研究人員能夠降低脆性。與純PLA和其他復(fù)合材料相比，使用PLA / TC復(fù)合材料可顯示出更大的伸長率和彎曲強度。

“ 3D打印的PLA / TC復(fù)合材料比純的PLA和PLA復(fù)合材料具有更高的伸長率和抗彎強度，因為滑石鍍層可以終止裂紋，然后支撐更大的力。” 裝有玻璃微氣球的PLA具有最佳的沖擊強度，其原因與最高的熔體流動速率有關(guān)，從而導(dǎo)致了層之間的良好融合和結(jié)合。此外，TC填充和MB填充的PLA復(fù)合材料在制造過程中形狀穩(wěn)定，制造和韌性均令人滿意。”研究人員總結(jié)說。

對于熱性能，除PLA / MB以外，當(dāng)添加填料時，PLA稍微降低了維卡軟化點。接下來，我們重點研究用于3D打印的玻璃微球填充的PLA在CNC機床的刀架中的性能。接下來，我們專注于研究PLA 3D打印零件的摩擦和磨損性能，這些零件裝有玻璃微氣球，用于在銑削CNC機床中制造刀架。”