¿Análisis de factores que afectan la calidad de las piezas moldeadas por inyección en el proceso FDM?
1. Influencia de las propiedades del material: los cambios en las propiedades del material afectan directamente el proceso de conformado y la precisión de las piezas formadas, y el material tiene que pasar. a través de sólidos durante el proceso. ¿derretir? Durante la segunda fase de transformación del sólido, la tensión y la deformación causadas por la contracción del material afectarán la precisión de las piezas formadas. Por ejemplo, la resina ABS tiene dos factores principales de contracción:
(1) Contracción por calor. Es decir, los cambios de volumen debidos a la tasa de expansión térmica inherente del material son la causa principal de la contracción. Contracción causada por contracción térmica:
(2)? Contracción por orientación molecular. Durante el proceso de moldeo, las moléculas de ABS fundidas se alargan en la dirección de llenado y luego se contraen durante el enfriamiento posterior. La orientación hace que la contracción de los filamentos apilados en la dirección de llenado sea mayor que la contracción perpendicular a esa dirección.
Por lo tanto, para mejorar la precisión, debemos reducir la contracción del material. Esto se puede lograr mejorando la formulación del material y el enfoque más básico es tener en cuenta la contracción en el diseño para la compensación dimensional. En el software de procesamiento de datos actual, ¿solo se puede aplicar en las tres direcciones X, Y y Z? ¿Factor de compensación de contracción? Es decir, según las diferentes formas y características estructurales de las piezas, se adoptan diferentes tamaños de factor según la experiencia, de modo que el tamaño de las piezas cuando se forman es en realidad ligeramente mayor que el tamaño del modelo CAD. A medida que se enfría y solidifica, se supone que las dimensiones de la pieza eventualmente se reducirán a las dimensiones del modelo CAD en función de una tasa de contracción predeterminada.
2. Influencia de la temperatura de la boquilla y la temperatura de la cámara de moldeo: la temperatura de la boquilla determina el rendimiento de unión del material, el rendimiento de apilamiento, el caudal del alambre y el ancho del alambre extruido. Si la temperatura de la boquilla es demasiado baja, la viscosidad del material aumentará y la velocidad de extrusión disminuirá, lo que no sólo aumentará la carga sobre el sistema de extrusión, sino que en casos extremos también provocará que la boquilla se obstruya y la la fuerza de unión entre materiales disminuirá, lo que también provocará estratificación, pero la temperatura es demasiado alta, el material tiende a ser líquido, el coeficiente de viscosidad se vuelve más pequeño, la fluidez es fuerte, la extrusión es demasiado rápida y los filamentos se controlan con precisión; no se puede formar. Durante la producción, la capa anterior de material se presionará encima antes de que se enfríe y se forme, lo que provocará que la capa anterior de material colapse y se destruya. Por lo tanto, la temperatura de la boquilla debe seleccionarse dentro de un cierto rango de acuerdo con las propiedades del alambre para garantizar que el alambre extruido esté en un estado de flujo fundido. Las pruebas muestran que la temperatura de la boquilla debe controlarse en torno a 230°C. ℃.
La temperatura de la cámara de moldeo afectará a la tensión térmica de las piezas moldeadas. Si la temperatura es demasiado alta, ayudará a reducir el estrés térmico, pero la superficie de la pieza se arrugará fácilmente. Sin embargo, si la temperatura es demasiado baja, el enfriamiento del alambre extruido de la boquilla aumentará la tensión térmica de las piezas moldeadas y provocará fácilmente la deformación y deformación de las piezas. Debido a la rápida velocidad de enfriamiento de la línea de extrusión, la última capa solo comenzará a acumularse después de que la sección transversal de la capa anterior se haya enfriado y solidificado por completo, lo que resultará en una unión débil entre las capas y una tendencia a agrietarse. Los experimentos muestran que para lograr un moldeado suave, la temperatura de la cámara de moldeo debe establecerse en 65438 ± 0 ~ 2 por debajo de la temperatura del punto de fusión del alambre extruido. ℃.
3. Influencia de la velocidad de extrusión: La velocidad de extrusión se refiere a la velocidad a la que se extruye el filamento fundido de la boquilla. El volumen de filamento extruido por unidad de tiempo es proporcional a la velocidad de extrusión. Dentro de un rango razonable que coincide con la velocidad de llenado, a medida que aumenta la velocidad de extrusión, el ancho de la sección transversal del alambre extruido aumenta gradualmente. Cuando la velocidad de extrusión aumenta hasta cierto valor, el filamento extruido se adherirá a la superficie cónica exterior de la boquilla y no podrá procesarse normalmente.
4? El impacto de la interacción entre la velocidad de llenado y la velocidad de extrusión: la velocidad de llenado debe coincidir con la velocidad de extrusión. Si la velocidad de llenado es más rápida que la velocidad de extrusión, el material no se llenará lo suficiente y el alambre se romperá, dificultando su formación. Por el contrario, si la velocidad de llenado es más lenta que la velocidad de extrusión, la masa fundida se acumulará en la boquilla, lo que dará como resultado una distribución desigual del material en la superficie del moldeo y protuberancias en la superficie, lo que afectará la calidad del moldeo. Por lo tanto, la velocidad de llenado y la velocidad de extrusión deben coincidir dentro de un rango razonable y se deben cumplir los siguientes requisitos:
5 La influencia del espesor de delaminación: El espesor de delaminación se refiere al espesor de cada sección de corte durante. el proceso de formación. Dado que cada capa tiene un cierto espesor, aparecerán escalones en la superficie de la entidad moldeada, lo que afecta directamente al error dimensional y la rugosidad de la superficie de la entidad moldeada. Para el proceso FDM, es imposible eliminar por completo el fenómeno escalonado.
En términos generales, cuanto menor sea el espesor de la delaminación, menores serán los pasos generados en la superficie sólida y mayor será la calidad de la superficie, pero el tiempo de delaminación y moldeo requerido será mayor y la eficiencia del procesamiento será menor. Por el contrario, cuanto mayor es el espesor de la delaminación, mayores son los pasos generados sobre la superficie sólida y peor es la calidad de la superficie, pero la eficiencia del procesamiento es relativamente alta. Para mejorar la precisión del moldeo, se pueden realizar posprocesamientos como esmerilado y pulido después del moldeo sólido.
6? La influencia del tiempo de moldeo: El tiempo de moldeo de cada capa está relacionado con la velocidad de llenado, el área de la capa y la complejidad de la forma. Si el área de la capa es pequeña, la forma es simple y la velocidad de llenado es rápida, el tiempo de formación de la capa es corto; de lo contrario, el tiempo es largo; En el procesamiento, sólo controlando la temperatura de trabajo de la boquilla y el tiempo de formación de cada capa se pueden obtener piezas formadas de alta precisión. Después de repetidos experimentos, llegamos a la conclusión de que cuando se procesan algunas entidades con secciones transversales pequeñas, a menudo es difícil de moldear porque el tiempo de moldeo de una capa es demasiado corto, porque la capa superior no ha tenido tiempo de solidificarse y formarse. y la siguiente capa se volverá a acumular, ¿qué provocará? ¿colapsar? Entonces qué. ¿dibujar? Fenómeno. Para eliminar este fenómeno, además de utilizar una velocidad de llenado menor y aumentar el tiempo de moldeo, también se debe soplar aire frío sobre la superficie de moldeo actual para un enfriamiento forzado para acelerar la solidificación del material y garantizar la estabilidad geométrica del piezas moldeadas. Cuando el área de formación es grande, se debe seleccionar una velocidad de llenado más rápida para reducir el tiempo de formación. Esto puede mejorar la eficiencia de formación por un lado y reducir la tendencia al agrietamiento de las piezas formadas por otro lado. Si el tiempo de moldeo es demasiado largo, la sección transversal de la capa anterior se habrá enfriado y solidificado por completo, y luego la siguiente capa comienza a acumularse, lo que provocará que la unión entre las capas sea débil.