擠出溫度的影響
打印試樣的實(shí)際填充率隨溫度升高而上升,但在375°C達(dá)到最大值。由于低溫區(qū)PEEK本身塑化不夠完全,因此在出絲的時(shí)候會(huì)受較大阻力影響,甚至出現(xiàn)回流,因此填充偏低;在高溫區(qū),絲料熔融速率快,層層之間堆疊速度快,但是尺寸誤差加大,出現(xiàn)“坍塌”現(xiàn)象,因而整體填充率反而有下降的可能。
試樣微觀絲寬和絲間隙隨溫度的變化。結(jié)合圖可以看出,試樣的絲寬隨溫度升高而降低,絲間隙隨溫度升高而上升,但在390°C出現(xiàn)異常。在低溫區(qū),線與線之間的界面明顯,絲線黏度較大,出絲較粗,且上層難以壓實(shí),因此絲寬值比較大。隨著溫度上升,絲料黏度下降,出絲更細(xì),絲間隙有擴(kuò)大的趨勢,但上層下層在間隙處貼合得越近,反而增加了整體致密度。至于390°C的異常情況,是絲料出現(xiàn)了熔融過度的情況,導(dǎo)致每層絲料都擠在一起,絲間隙急劇縮小,因此過高的打印溫度也應(yīng)該避免。
打印厚度的影響
實(shí)際上在不同打印層厚的設(shè)置下,填充率差別不大,填充率在打印層厚為0.3mm的時(shí)候達(dá)到最大值。實(shí)際上層厚反映的是打印時(shí)絲料的堆疊層數(shù),層厚越小,則打印層數(shù)越多,理論上精度越好,打印件也比較致密;層厚越大,則打印層數(shù)少,空隙則加大,但節(jié)省耗材。雖然試祥在厚度方向的打印有區(qū)別,但是每一層的絲料堆積基本一致,因而填充率受打印層厚的影響不是很大。絲寬則是反映在厚度方向堆疊絲料的寬度,基本符合線性增長的規(guī)律,層厚越大,沿厚度方向的絲寬也越大。
進(jìn)料速度的影響
填充率在低進(jìn)料速度區(qū)域有較大的數(shù)值,在4r/min的時(shí)候填充率達(dá)到峰值。這實(shí)際上與出口流量和進(jìn)料“打滑”現(xiàn)象有關(guān)系,而且對(duì)應(yīng)于PEEK進(jìn)料速度的臨界值。所以PEEK的打印更適合在低進(jìn)料速度下進(jìn)行,能夠最大程度提高耗材的使用率。此外,在本實(shí)驗(yàn)條件下,選取4~5r/min的進(jìn)料轉(zhuǎn)速是適合PEEK塑料3D打印的適宜參數(shù)。
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