熔融沉积3D打印材料粘接强度及模量预测研究

论文摘要

主要介绍了一种用于预测熔融沉积模型(FDM)层间粘接强度的扩散修复模型。根据流变数据确定温度相关扩散模型,基于一维瞬态热分析预测FDM部件层间的扩散。将温度历史上的扩散系数对时间积分得到界面分子总扩散,进而得到层间粘接强度预测模型。结果表明:不同打印条件下预测结果与测得的粘合强度结果的吻合度较好,且该模型经修正后也适用于FDM部件弹性模量的预测。通过三点弯曲实验与数值模拟的结果对比,验证了粘接强度及模量预测模型的可用性。因此,可以作为FDM打印件承载性能预测的有效模型。

论文目录

• 引言
• 1 熔融沉积成型层间粘接机理
• 2 实验及传热分析
•   2.1 实验材料及设备
•   2.2 实验过程
•     2.2.1 试样制备及拉伸实验
•     2.2.2 偏光实验
•     2.2.3 流变实验
•   2.3 传热分析
• 3 力学性能结果分析与讨论
•   3.1 拉伸实验结果
•   3.2 偏光实验结果
•   3.3 传热模拟结果
•   3.4 流变实验结果
•   3.5 界面扩散结果
•   3.6 模型预测结果与实验结果对比
•     3.6.1 强度结果
•     3.6.2 模量结果
• 4 预测模型验证
•   4.1 三点弯曲实验
•   4.2 基于ABAQUS XFEM的三点弯曲模拟
•     4.2.1 断裂准则的选取
•     4.2.2 模型建立及网格划分
•   4.3 结果分析与讨论
•     4.3.1 实验结果分析
•     4.3.2 模拟结果分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张黎,王新宇,李征,谷俊峰,阮诗伦,申长雨

关键词: 聚合物,熔融沉积成型,层间粘接性能预测,扩散,数值模拟

来源: 化工学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 大连理工大学工程力学系,俄亥俄州立大学化学及生物分子工程系,大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(11432003,11602050,11702053),高等学校学科创新引智计划项目(B14013),中央高校基本科研业务费专项资金(DUT16TD05)

分类号: TG49

页码: 2727-2736+2822

总页数: 11

文件大小: 3356K

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