基本能夠?qū)崿F(xiàn)TPU耗材的擠出成型,經(jīng)激光測徑儀的測量和調(diào)節(jié)也都控制在尺寸誤差之內(nèi)。由于設(shè)定了不同的口模溫度,因此每次都需要對其他相應(yīng)參數(shù)進行調(diào)節(jié),直至達到成型穩(wěn)定狀態(tài)。3D打印使用的TPU耗材擠出溫度有兩個臨界值,過低(170)和過高(200)的溫度都不適宜擠出拉伸成型。隨著溫度的改變,不同溫度下的外觀表征也有所區(qū)別,表和圖中顯示了穩(wěn)定狀態(tài)下TPU耗材的出料狀態(tài)和透明度。在低溫狀態(tài)下,TPU耗材呈現(xiàn)暗白色,這主要是因為低溫下的塑化程度低,內(nèi)部高分子還處于熔融不充分狀態(tài)中,而且擠出表面略硬。隨著溫度的上升,塑化程度上升,可以明顯看出TPU耗材的透明度上升,耗材外表面澄清、無雜質(zhì),這也達到了適宜的外觀狀態(tài),因而溫度升高是有利于耗材成型的。
除了耗材外觀表征和尺寸之外,耗材的微觀表征也一樣能夠反映表面質(zhì)量,而且能進一步地觀察表面缺陷。本次微觀分析采用的顯微鏡是美國OPLENIC公司M-BD-T3型號的光學顯微鏡,截取5cm長的TPU耗材,依次對不同溫度狀態(tài)下的耗材外表面進行觀察,圖為實際拍攝的微觀表征圖片。
從圖中可以看出,在低溫區(qū)域(175-185°C),TPU耗材表面比較平滑,雖然透明度不高,但是表面基本保持流線型狀態(tài)。而在高溫區(qū)域(190-195°C),雖然宏觀上看到的耗材表面清澈透明,但是微觀上卻有不少缺陷,比如明顯的凹槽和凸起,這也與加工過程中熔體的不穩(wěn)定性有關(guān)。而且溫度的升高還帶來了氣泡的產(chǎn)生,嚴重部位產(chǎn)生了熔體破裂,這實際上與熔體流動有關(guān)。由于熔體在出口截面上存在較大的速度梯度分布,過高的擠出溫度導致熔體粘度急劇下降,使其抵抗外界變形的能力降低,一旦熔體離開口摸后,失去邊界約束,就會導致不規(guī)則的脹大變形,同時溫度過冷引起了雜質(zhì)和氣泡的夾帶,出現(xiàn)了缺陷。總的來說,從表面質(zhì)量來看,本次加工的TPU耗材適宜的溫度區(qū)間是在185和190°C間,雖然還包括其他微小工藝參數(shù)的影響,但是大體上已經(jīng)符合打印條件了。