超声波振动与热床对熔融沉积成型的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.014

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (8): 87-91.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.014

超声波振动与热床对熔融沉积成型的影响

凌远志, 王海雄(), 李亚君, 何金辉, 严天祥

桂林理工大学机械与控制工程学院，广西桂林 541004

收稿日期:2022-04-15 出版日期:2022-08-26 发布日期:2022-08-22
通讯作者: 王海雄（1975—），男，副教授，从事材料成形工艺及装备研究，whx131@glut.edu.cn
E-mail:whx131@glut.edu.cn
基金资助:
广西省自然科学基金资助项目(2019GXNSFBA245069)

Influence of hot bed and ultrasonic vibration on melt deposition molding

LING Yuanzhi, WANG Haixiong(), LI Yajun, HE Jinhui, YAN Tianxiang

College of Mechanical and Control Engineering，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China

Received:2022-04-15 Online:2022-08-26 Published:2022-08-22
Contact: WANG Haixiong E-mail:whx131@glut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

为了研究超声波振动与热床对熔融沉积成型技术制造出的聚对苯二甲酸乙二醇酯?1，4?环己烷二甲醇酯（PETG）试件力学性能的影响，在现有熔融沉积成型设备的基础上加入超声波振动装置，通过改变超声波功率、热床温度分别获得拉伸试件和压缩试件，并对试件力学性能进行测试。结果表明，在其他成型参数相同条件下，超声波功率在0~30 W以内时，拉伸强度随着超声波功率的增加而增大，但超声波功率过大易使试件发生翘曲变形；超声波振动能提高试件的压缩强度，当其功率为12 W时，压缩强度最大；热床温度为70 ℃时可获得质量较好的试件，但热床温度变化对试件力学性能的影响不显著。

关键词: 超声波振动, 热床, 熔融沉积成型, 聚对苯二甲酸乙二醇酯?1，4?环己烷二甲醇酯

Abstract:

To explore the effect of ultrasonic vibration and hot bed on the mechanical properties of poly（ethylene terephthalate?co?1，4?cyclohexanedimethanol ester） specimens manufactured through melt deposition molding， an ultrasonic vibration device was installed on the current melt deposition molding equipment to prepare the tensile specimen and compression specimen through changing the ultrasonic power and hot bed temperature. The mechanical properties of the speci?mens were measured. The results indicated that the specimens exhibited an increase in tensile strength with an increase in ultrasonic power in the range of 0~30 W under the same condition of other forming parameters. However， the warping deformation of the specimen was easy to occur if the ultrasonic power was too large. Ultrasonic vibration could improve the compressive strength of specimen， and the maximum compressive strength was obtained at a power of 12 W. A good quality was obtained for the specimens at a hot bed temperature of 70 ℃. However， there was no significant effect on the mechanical properties of the specimens resulting from the change of hot bed temperature.

Key words: ultrasonic vibration, hot bed, fused deposition molding, poly（ethylene terephthalate?1， 4?cyclohexanedimethanol ester）

中图分类号:

TQ320.6

凌远志, 王海雄, 李亚君, 何金辉, 严天祥. 超声波振动与热床对熔融沉积成型的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 87-91.

LING Yuanzhi, WANG Haixiong, LI Yajun, HE Jinhui, YAN Tianxiang. Influence of hot bed and ultrasonic vibration on melt deposition molding[J]. China Plastics, 2022, 36(8): 87-91.

图/表 10

图1 实验设备

Fig.1 Experimental equipment

图2 拉伸实验试件

Fig.2 Tensile test specimen

图3 压缩实验试件

Fig.3 Compression test specimen

图4 拉伸试件翘曲

Fig.4 Warpage of tensile specimen

热床温度/℃	超声波功率/W	拉伸强度/MPa
70	0	11.944
70	6	12.222
70	12	12.500
70	18	13.333
70	24	13.758
70	30	14.630

表1 试件的拉伸强度

Tab.1 Tensile strength of the specimens

超声波功率/W	热床温度/℃	拉伸强度/MPa
30	60	12.500
30	65	12.870
30	70	14.630
30	75	14.167
30	80	13.875

表2 试件的拉伸强度

Tab.2 Tensile strength of the specimens

热床温度/℃	超声波功率/W	压缩强度/MPa
70	0	22.185
70	6	23.064
70	12	25.808
70	18	25.664
70	24	22.263

表3 试件的压缩强度

Tab.3 Compression strength of the specimens

图5 压缩试件翘曲

Fig.5 Warpage of the compression specimen

热床温度/℃	超声波功率/W	压缩强度/MPa
60	0	20.789
65	0	21.356
70	0	22.185
75	0	21.829
80	0	21.504

表4 试件的压缩强度

Tab.4 Compression strength of the specimens

图6 拉伸试件断面的SEM照片

Fig.6 SEM images of the tensile specimen section

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