我们对打印后的方块件进行微观放大分析,沿着厚度方向截面拍摄了如图的打印试样表面微观图。在3D打印过程中,经过喷嘴熔融后的耗材待出丝稳定后,就会随预设打印路径的走向逐层堆叠。由于填充的轮廓线与实际的轮廓线有一定的误差,尤其是对PEEK这种高黏度的材料出丝更细,因而在堆叠的过程中会产生间隙,这反映在单层上面就是熔丝之间的距离排布。熔丝之间的间隙和熔丝的宽度很好的表示了排布的规律,根据具体的数值我们可以分析出孔隙的状态。PEEK打印试样上表面放大的微观图是基于不同打印温度下的状态,而不同层厚下的微观图没有给出。可以看到每一层的熔丝之间会形成明显的界面,亮色的地方是填充的丝料,暗色的地方是未填充部分,通过红色线的界面区分,可以读取出丝宽长度和丝间隙距离。
主要介绍了PEEK内填充的打印工艺探索,利用之前搭建的聚醚醚酮3D打印机平台,采用熔融沉积方案打印试验样条,研究了挤出温度、打印层厚、进料速度对打印产品内填充率的影响。发现了3D打印机进料“打滑”现象,并得出最佳的进料速度。研究结果如下:
PEEK打印机中应避免“打滑”现象的产生,随着电机转速的增加,实际流量与理论流量的差异增加,因而需要将进料电机速度控制在低转速区,提高丝料利用率。
PEEK打印中会出现首层脱落、翘曲、层间分离、结晶度差等缺陷形式,这主要是与环境温度和喷嘴距离有关,打印中需要避免缺陷的产生。