DMA Kullanarak SLS Parçalarındaki Artık Gerilmeleri Tahmin Etme

Bu nedenle, hizmet ömürleri boyunca daha büyük montajlara iyi uyum sağlamaları için boyutsal doğruluklarının yüksek olması gerekir. Yüksek sıcaklıkta çalıştırıldıklarında, herhangi bir artık gerilme parça performansı için zararlı olabilir. Artık gerilmeleri daha iyi anlamak için bir malzemenin modülü hakkında bilgi sahibi olmak gerekir.

Polimerler de dahil olmak üzere malzemelerin modülü tipik olarak statik mekanik testlerde ölçülür, burada bir çekme testi sırasında gerilme-gerinim davranışı çizilir ve Young modülü eğrinin 0,05...% 0,25 gerilme arasındaki eğimi olarak hesaplanır. Kalite güvencesi, malzeme geliştirme ve optimizasyonun yanı sıra bazı boyutlandırma görevleri için de kullanılabilir. Ancak, bileşen tasarımı ve simülasyonu için kullanılamaz.

Bunun için, gerçekçi yükleme koşullarında hizmet ömrü boyunca malzeme davranışını tahmin eden zamana ve sıcaklığa bağlı verilerin elde edilmesi önemlidir. Tercih edilen yöntem, numunenin sinüzoidal bir yüke maruz bırakılmasını ve malzemenin viskoelastik tepkisinin tespit edilmesini sağlayan Dinamik-Mekanik Analizdir (DMA). Ölçümün sıcaklığı ve frekansı değiştirilerek, sıcaklık ve zaman bağımlılığı da analiz edilebilir.

Baskı sırasında SLS parça özelliklerinin gelişimini ve özellikle büzülme ve çarpılmayı anlamak için sıcaklığa bağlı bir DMA ölçümü gereklidir. Sürekli toz kaplama ve lazer eritme döngüsü sırasında, sıcaklık parça içinde sürekli değişir ve parçanın altından üstüne doğru bir sıcaklık gradyanı oluşur. Bu, termal genleşmeyle ilgili bu önceki yazıda açıklanan çarpılmaya neden olabilir.

DMA kullanarak artık gerilmeler nasıl belirlenir

Sıcaklığa bağlı modül verilerini elde etmek için, köpek kemiği numuneleri Erlangen-Nuremberg Üniversitesi Polimer Teknolojisi Enstitüsü'nde (LKT) PA12 tozu ile 0,4 ^J/mm3 standart parametreler kullanılarak basılmıştır. Daha sonra NETZSCH Analyzing & Testing'de bu köpek kemiklerinin orta parçaları 50 mm uzunluğunda kesilerek 50 mm x 10 mm x 4,5 mm boyutlarında kirişler elde edilmiştir. Yüzey SLS parçalarının tipik pürüzlülüğünü gösterse de, yüzeyler düzlem paralel olduğu için ek bir yüzey işlemi selectyapılmamıştır.

Numuneler daha sonra NETZSCH DMA 242 E Artemis'in 40 mm genişliğindeki eğme fikstürüne yüklenmiştir.libraİlk soğutma ve eşitleme adımının ardından numuneler -50°C'den 180°C'ye 2 K/dak hızla ısıtılmıştır ki bu da malzemeninErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sıcaklığının hemen altındadır. Tüm ölçüm koşulları aşağıdaki tabloda özetlenmiştir:

Tablo 1: Ölçüm koşulları

Elastik tepki en önemlisidir

Şekil 2'de depolama modülü E', kayıp modülü E" ve sönümleme faktörü tand ölçüm sonuçları gösterilmektedir. Yarı kristal termoplastik bir malzemenin tipik davranışını göstermektedirler. Depolama modülü geçiş sıcaklıklarında, camsı geçişte ve erimede bir düşüş gösterir ve kayıp modülü ve tand bir maksimum gösterir. Analiz için kullanılan faktör, en çok ilgi çeken etkiye göre seçilir. Büzülme ve artık gerilme oluşumunu anlamak için elastik tepki (E') en önemli olanıdır ve burada analiz edilecektir.

Artan sıcaklıkla birlikte depolama modülü sürekli olarak azalır. Oda sıcaklığında E' değeri 1438 MPa'dır. Ölçülen numunenin veri sayfası tipik olarak farklı değerler gösterir (burada: 1650 MPa) çünkü Young modülü gerilimde ölçülür. Eğilme modunda bir DMA ölçümü sırasında, özellikle daha kalın numuneler ölçülürken, numune üzerinde hem basınç hem de çekme yükü etki eder. Camsı geçişin başlangıcı 27°C olarak belirlenmiştir. Modüldeki düşüşten sonra, değerlerErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime başlangıcında (167°C) 500 MPa'dan 114 MPa'ya düşer.

Erimenin hemen altındaki E' Elastikiyet ve Elastikiyet ModülüKauçuk esnekliği veya entropi esnekliği, herhangi bir kauçuk veya elastomer sistemin dışarıdan uygulanan bir deformasyon veya gerilmeye karşı direncini tanımlar. depolama modülünün değeri başarılı bir baskı işlemi için çok önemli olsa da, soğutma aşamasında tüm ilerleme önemlidir. Camsı geçişte modüldeki büyük değişiklik nedeniyle, bu aşamada çarpılma ve artık gerilim oluşumunu azaltmak veya ortadan kaldırmak için soğutma işleminin çok yavaş olması gerekir (tüm yapı için > 12 saat). Bu davranışın anlaşılması, sürecin optimize edilmesine yardımcı olabilir ve potansiyel olarak bu zaman alıcı işlem adımını hızlandırabilir.

Polimer Teknolojisi Enstitüsü (LKT) Hakkında

arcPolimer Teknolojisi Enstitüsü, Erlangen-Nürnberg Friedrich-Alexander Üniversitesi'ne bağlı akademik bir enstitüdür.arcKatmanlı Üretim alanında liderlerden biridir; özellikle SLS.arcDiğer ana araştırma alanları arasında Hafif Tasarım ve FRP, Malzemeler ve İşleme, Birleştirme Teknolojisi ve Triboloji yer almaktadır. Bu araştırmaarch odaklarına ek olarak, enstitü ayrıca Dolgu Malzemesi Bileşimi, İşleme ve Uygulamaların Simülasyonu, Radyasyon Çapraz Bağlı Termoplastikler, Nazik İşleme ve daha birçok disiplinler arası konu üzerinde çalışmaktadır.