Experimental Study on Warpage Phenomenon of Wax Parts Manufactured by Fused Filament Fabrication

2024

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/polym16020208
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Warpage is one of the prominent issues in Fused Filament Fabrication. The cause of this is the rapid cooling of the polymer during extrusion. The residual thermal stresses accumulated within the print part result in a shape distortion and subsequent detachment of the object from the print bed. In this study, both experimental and numerical approaches were used to identify the stresses due to thermal shrinking that occurs in soft polymers such as wax. A temperature sweep test was performed using a rotational rheometer to measure the magnitude of axial forces that are generated due to the thermal shrinking of a thin layer of 3D printable wax. The thermal stresses responsible for warpage were computed analytically and using the FEA. It was found that due to thermal processes, the stress magnitude can reach a value of 1.17 MPa. This value is enough to cause the plastic deformation in the wax part having a thin elongated shape. In addition, Taguchi's robust design has identified two major FFF parameters that impact the warpage in amorphous soft polymers. They are the printing speed and the print bed temperature. To achieve a low level of warpage, it is important to make sure that the layer deposition occurs at medium speeds and the print bed temperature is moderately high according to the findings of this study.