我們對打印后的方塊件進行微觀放大分析,沿著厚度方向截面拍攝了如圖的打印試樣表面微觀圖。在3D打印過程中,經過噴嘴熔融后的耗材待出絲穩定后,就會隨預設打印路徑的走向逐層堆疊。由于填充的輪廓線與實際的輪廓線有一定的誤差,尤其是對PEEK這種高黏度的材料出絲更細,因而在堆疊的過程中會產生間隙,這反映在單層上面就是熔絲之間的距離排布。熔絲之間的間隙和熔絲的寬度很好的表示了排布的規律,根據具體的數值我們可以分析出孔隙的狀態。PEEK打印試樣上表面放大的微觀圖是基于不同打印溫度下的狀態,而不同層厚下的微觀圖沒有給出。可以看到每一層的熔絲之間會形成明顯的界面,亮色的地方是填充的絲料,暗色的地方是未填充部分,通過紅色線的界面區分,可以讀取出絲寬長度和絲間隙距離。
主要介紹了PEEK內填充的打印工藝探索,利用之前搭建的聚醚醚酮3D打印機平臺,采用熔融沉積方案打印試驗樣條,研究了擠出溫度、打印層厚、進料速度對打印產品內填充率的影響。發現了3D打印機進料“打滑”現象,并得出最佳的進料速度。研究結果如下:
PEEK打印機中應避免“打滑”現象的產生,隨著電機轉速的增加,實際流量與理論流量的差異增加,因而需要將進料電機速度控制在低轉速區,提高絲料利用率。
PEEK打印中會出現首層脫落、翹曲、層間分離、結晶度差等缺陷形式,這主要是與環境溫度和噴嘴距離有關,打印中需要避免缺陷的產生。