Des chercheurs français examinent le transfert de chaleur

Des chercheurs français examinent le transfert de chaleur

Chercheurs du Laboratoire de thermique et

Les propriétés mécaniques font souvent l'objet d'études aujourd'hui

La température reste l'un des paramètres les plus importants pour les utilisateurs, conduisant à une bonne qualité et des performances dans les pièces imprimées

“To find precisely the limit of this optimal processing area,  the thermal history needs to be predicted accurately,” stated the researchers.

Règles d'imprimabilité des polymères pour le processus FFF.

Avec une meilleure compréhension des facteurs thermiques, les utilisateurs peuvent éviter les macro-porosités et les problèmes d'adhérence. Pendant l'impression 3D FFF, les transferts de chaleur suivants se produisent:

Chaleur de l'extrudeuse Refroidissement par convection des filaments Échanges entre filaments Chaleur des plaques de support Pertes radiatives Chaleur de cristallisation exothermique pour les polymères semi-cristallins

Au moins 6 différents phénomènes de transfert de chaleur sont identifiés dans le processus FFF.

(a) Comparaison du modèle de transfert de chaleur existant dans la littérature du processus FFF et (b) géométrie pour le modèle analytique 2D. Adapté de [7]

Tout en contrôlant le processus d'impression 3D à des températures élevées, les chercheurs ont également renforcé les matériaux PEKK avec de courtes fibres de carbone. Au début de l'expérience, cependant, l'équipe a utilisé l'ABS en raison de

Banc expérimental montrant la chambre chauffée pour l'impression 3D de polymères à haute température et la caméra infrarouge pour les mesures de température.

Avant l'impression, les auteurs ont personnalisé l'imprimante 3D dans leur laboratoire, modifiant le matériel pour qu'il puisse atteindre les températures appropriées jusqu'à 400

“The extruder was changed, for a full-metal unit, with a water-cooling closed circuit system. A closed insulated chamber maintains the part in a 200°C atmosphere. It does not block the three translation moving system of the 3D printer  inside  the  chamber. Electronics and mechanical parts are kept   outside the chamber.  This heating chamber is mandatory for printing polymers like PEKK,” said the researchers.

Montage expérimental. Une seule paroi de filament a été imprimée en 3D. Le pyromètre mesure la température du côté in situ.

Géométrie et conditions aux limites utilisées dans le modèle de transfert de chaleur

L'autre spécimen était une structure de base imprimée en 3D avec ABS et PEKK, sous la forme d'un 60

Analyse qualitative de la caméra infrarouge pour l'ABS.

“Because of the poor knowledge of the rheological properties,  the calculated degree of healing was found to be equal to 1 very quickly for ABS. However, this is the opposite for PEKK material, which reaches only a degree of healing of 0.45 after the cooling-down of the filament,” concluded the researchers.

“The  bench  was  designed to handle high temperature and future work will consist in studying deposition of PEKK more precisely,  and  also  for  carbon  fibers  reinforced  PEKK  with  different process parameters. The  short-term  perspectives  are  to  use  the  model  with  the  thermo-dependent  thermal properties, which were characterized in the  LTeN  laboratory  on  PEKK  polymer.”

Que pensez-vous de cette nouvelle? Faites-nous part de vos pensées! Rejoignez la discussion sur ce sujet et d'autres sujets sur l'impression 3D sur 3DPrintBoard.com.

[Source / Images:

 

Les chercheurs français examinent le transfert de chaleur