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.”
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[Source / Images:
Les chercheurs français examinent le transfert de chaleur
