Impression FDM 3D: effets des paramètres typiques sur les pièces fonctionnelles

Impression FDM 3D: effets des paramètres typiques sur les pièces fonctionnelles

Ahmed Elkaseer, Stella Schneider et Steffen G. Scholz approfondissent les effets des paramètres et des réglages sur la qualité des pièces, dévoilant les détails de leur récente étude dans

Rappelant que l'impression 3D a été initialement conçue pour un prototypage rapide, centrée sur le travail des ingénieurs, les auteurs soulignent que les utilisateurs du monde entier commencent également à s'appuyer sur une telle technologie pour

Un schéma du processus de fabrication de filament fondu (FFF, FDM, extrusion de matériaux).

Cette étude se concentre sur l'impression 3D FDM (FFF, Material Extrusion) alors que les auteurs examinent ce qui est décrit avec précision comme

Pourcentage de remplissage Epaisseur de couche Vitesse d'impression Température d'impression Angle d'inclinaison de la surface

Modèle CAO d'un échantillon d'essai (10 mm

Simplify3D a été utilisé comme logiciel de découpage, avec des échantillons de test imprimés en 3D sur le Zmorph 2.0 SX.

Zmorph 2.0 SX.

Les auteurs ont indiqué que pour cette étude, les paramètres d'impression sont restés les mêmes pour toutes les expériences.

Les paramètres d'impression sont restés constants pendant les essais.

Les facteurs contrôlables et leurs valeurs de niveau absolues et normalisées.

Trois échantillons ont été imprimés en 3D, permettant aux chercheurs de faire la moyenne des réponses du processus, de mesurer l'importance des réponses du processus, d'évaluer la précision et de calculer le pourcentage d'erreurs.

«Pour la rugosité de surface, Ra, le profilomètre de type stylet MarSurf GD 26 a été utilisé», ont déclaré les auteurs. «Une longueur d’échantillon de 4 mm a été traversée par le stylet. Pour chaque essai, la rugosité à l’angle d’inclinaison concerné a été mesurée sur trois échantillons et la moyenne a été calculée. »

Profilomètre à stylet MarSurf GD 26.

(a) Appareil de mesure d'énergie Voltcraft Energy Check 3000 et (b) balance analytique Sartorius Extend ED224S.

Effets prévus des changements de paramètres de processus sur le% d'erreur pour une précision dimensionnelle de 10 mm de longueur dans la direction X.

Les effets des paramètres utilisés ont été analysés en relation avec:

Rugosité de surface Précision dimensionnelle Productivité Consommation d'énergie

Effets prévus des changements de paramètres de processus sur le% d'erreur pour une précision dimensionnelle de 10 mm de longueur dans la direction Z.

Effets de l'interaction des paramètres sur le pourcentage d'erreur mesuré pour une longueur de 10 mm dans la direction Z.

«Compte tenu de tous les paramètres, la précision dimensionnelle est principalement influencée par l’épaisseur de la couche et la vitesse d’impression, tandis que la rugosité de la surface dépend de l’angle d’inclinaison de la surface et de l’épaisseur de la couche. La consommation d’énergie et la productivité sont principalement affectées par la vitesse d’impression et l’épaisseur des couches. Bien que les interactions entre les paramètres d’impression puissent être bénéfiques pour le résultat souhaité, elles peuvent également entraver le processus », ont conclu les chercheurs.

«En général, il est évident que l’épaisseur de couche et la vitesse d’impression dominent les autres paramètres dans leur importance et définissent généralement le résultat du processus d’impression. Cependant, d’un autre côté, il y aura un compromis entre l’épaisseur de couche et la vitesse d’impression pour garantir la qualité des pièces et l’utilisation des ressources, qui doivent être résolues afin d’obtenir des pièces construites de haute qualité et économes en ressources. »

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Effet de la température d'impression et de la vitesse d'impression sur la précision dimensionnelle dans la direction Z.

Effets de l'interaction des paramètres sur la consommation d'énergie mesurée.

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