根據(jù)以往有關熔融沉積快速成型的研究,影響最終打印件的質量水平主要是兩大類因素,一類是堆疊角度、打印層厚、取向方式、氣泡等物料參數(shù);另一類是進料速度、擠出溫度、擠出率等機械參數(shù)??紤]到PEEK快速成型的特殊性,本文選取了擠出溫度、打印層厚和進料速度這三個因素來反映打印件的填充效果。填充效果直接關乎到打印件的內部絲料堆疊,進而表現(xiàn)整體的強度和表面質量,而內部層間絲料的堆疊程度則用絲料的寬度來反映,絲寬和絲間隙可以明顯表示出絲料的結合程度。
此次試驗的打印設備采用之前搭建的聚醚醚酮3D打印機平臺,選用遠程進料噴頭,最高加熱溫度420°C,加熱底板加熱溫度為150°C,環(huán)境溫度控制在100°C,以減少翹曲和分層缺陷的產生。在打印開始前,需要開啟環(huán)境加熱器20min左右以保證腔室的溫度,隨后按照打印流程開始。主要測試儀器有:上海舜宇恒平科學儀器有限公司生產的高精度電子天平,型號為FA1004,美國OPLENIC公司生產的光學顯微鏡,型號為M-BD-T3。本次試驗用的是改進型VivtrexPEEK450G,直徑(1.7±0.05)mm。PEEK絲料在真空干燥箱內120°C下烘干6h,在三種打印參數(shù)下分別打印方塊模型試件(長寬高為20mm*20mm*3mm),每種情況取三種試件進行后期數(shù)據(jù)測量及處理,具體的3D打印參數(shù)設置如表。
由于填充率直接反映著層間結合的效果,并影響最終的打印質量,因此我們用填充率來表示3D打印制品實際的填充效果。在設定打印路徑不變的情況下,雖然理論上打印參數(shù)的填充率設為100,但是實際填充愛其他參數(shù)的改變往往都低于100,同一層以及不同層之間絲料堆疊情況不一致,間隙距離也不盡相同。