Comment la couleur PLA influence-t-elle les propriétés mécaniques dans l'impression 3D FDM?

Comment la couleur PLA influence-t-elle les propriétés mécaniques dans l'impression 3D FDM?

Toutes sortes de recherches ont été menées concernant les propriétés mécaniques des matériaux d'impression 3D, telles que la façon dont elles sont affectées par des éléments tels que la densité de remplissage, l'orientation de la construction, la température et la porosité. Les chercheurs Adi Pandžić et Damir Hodzic de l'Université de Sarajevo et Aleksa Milovanović de l'Université de Belgrade étaient curieux de savoir à quel point la couleur du PLA affecterait les propriétés de traction du matériau dans l'impression 3D FDM, et ont publié un article sur leur travail, intitulé «Influence du matériau Couleur sur les propriétés mécaniques du matériau PLA dans la technologie FDM. ”Différentes couleurs nécessitent différentes températures d'extrusion dans l'impression 3D. Les additifs qui rendent votre PLA d'une couleur différente ont également une influence sur la façon dont votre pièce imprime et sur ses propriétés. Cela était déjà bien connu, mais dans quelle mesure les différentes formulations de couleurs influencent-elles vos propriétés mécaniques?

Le résumé se lit comme suit: «Le sujet de cet article est d'étudier si la couleur du matériau PLA a un effet sur les propriétés de traction du matériau et dans quelle quantité. Il sera testé plus de 10 couleurs différentes de matériau PLA, et pour chaque couleur, il sera testé 3 échantillons. Les échantillons sont préparés conformément à la norme ISO 527-2 et tous imprimés avec les mêmes paramètres d'impression 3D et 100% de remplissage. En outre, tous les matériaux utilisés sont de la même entreprise et pour chaque spécimen de couleur seront imprimés en 3D à partir de la même bobine de filament. Tout cela est fait pour éviter que d'autres paramètres affectent les propriétés du matériau. Les résultats de cette étude seront utiles pour la sélection des couleurs du matériau PLA sans compromettre les propriétés de traction du matériau du produit imprimé en 3D. »

De nombreux paramètres sont pris en compte en ce qui concerne la qualité des produits imprimés FDM, y compris des éléments tels que le motif de remplissage, la hauteur de couche, le diamètre de la buse et les caractéristiques du matériau. L'acide polylactique, ou le PLA populaire que nous connaissons et aimons tous, est un polymère avec un point de fusion entre 150 ° -160 ° C, et est toujours le matériau régnant sur le bureau.

«En examinant la littérature, on peut remarquer que l'accent est mis sur l'influence des paramètres sur les propriétés mécaniques du matériau. Une autre caractéristique à peine évaluée est l'influence de différentes pigmentations matérielles », ont expliqué les chercheurs. «Aujourd'hui, il existe de nombreuses couleurs différentes de matériau PLA du même fabricant, et dans la plupart des cas, il est supposé avoir les mêmes propriétés mécaniques quelle que soit la couleur. C'est l'une des raisons pour lesquelles nous avons choisi d'examiner si et dans quelle mesure la couleur du matériau PLA influence les propriétés mécaniques du produit fini. »

L'équipe a commandé 14 couleurs différentes de PLA à 3D Republika, avec les mêmes propriétés et caractéristiques, afin d'étudier leur influence potentielle sur les propriétés mécaniques des échantillons fabriqués avec le matériau. Ils ont utilisé SOLIDWORKS pour concevoir des échantillons selon ISO 527-2, et imprimé trois échantillons différents pour chaque couleur sur un Ultimaker 2, dans les mêmes conditions avec un remplissage à 100%, et le profil «normal» du logiciel de découpage Cura 4.0.0 a été utilisé. pour préparer le code G pour les échantillons.

«Les spécimens sont imprimés avec une orientation d'impression« plate »et un angle de trame de 45 °», ont écrit les chercheurs. «Le bord autour du spécimen est également utilisé pour une meilleure adhérence avec le lit d'impression et pour réduire l'emballage du matériau, après l'impression 3D, il est retiré du spécimen.»

Une machine de traction Shimadzu AGS-X a ensuite été utilisée pour effectuer des tests de traction sur les 42 échantillons de PLA imprimés en 3D. Des propriétés telles que le module élastique, la déformation, la ténacité, la résistance ultime à la traction (UTS) et la limite d'élasticité ont été testées.

L'équipe a appris des choses intéressantes, telles que le fait que le PLA rouge avait le module d'élasticité, la limite d'élasticité et la résistance à la traction ultimes les plus élevés, tandis que le rose avait les nombres les plus faibles pour ceux-ci. Mais, le rose a la ténacité et l'influence sur la déformation les plus élevées, tandis que le bleu a la plus faible.

Une fois les tests terminés, les chercheurs ont déterminé ce qui suit:

• La couleur du PLA a une influence sur le module d'élasticité et varie jusqu'à 18% (de 2719 MPa à 3217 MPa) selon la couleur • La couleur du PLA a une influence sur la limite d'élasticité et varie jusqu'à 36% (de 30 MPa à 41 MPa) selon sur la couleur • La couleur du PLA a eu une influence sur la résistance à la traction ultime et varie jusqu'à 31% (de 35 MPa à 46 MPa) selon la couleur • La couleur du PLA a eu une influence sur la ténacité et varie de plus de 300% (de 10 J à 48 J) selon la couleur • La couleur du PLA a eu une influence sur la déformation et varie de plus de 400% (de 7% à 108%) selon la couleur

"Dans de futures recherches, l'influence de la couleur du matériau sur d'autres propriétés mécaniques (flexion, dureté, pression, etc.) devrait être examinée, ainsi que l'influence de la couleur sur les propriétés mécaniques d'autres matériaux (ABS, PET, etc.)", conclu.

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