
要是想测试在不同打印参数,比如打印层高、打印路径、填充率这些情况下,金属注射成型 3D 打印样品的力学性能,那就得选标准拉伸样当作打印模型。这个模型设计的总长是 90 毫米,横截面是直径为 5 毫米的圆哦。不过因为垂直方向和水平方向收缩不一样,所以最后样品截面在垂直和水平方向的尺寸会有点差别。拉伸段的长度是 40 毫米。通过测量在不同打印过程里尺寸的变化,就能算出打印各个过程中的收缩率,然后对样品做拉伸和断裂实验,就能知道用这种打印方法得到的样品的各项力学指标啦。

为了能得到最可靠的测试结果,就得把除了要测量的参数之外的其他打印参数对实验结果的影响排除掉,像打印温度和打印速度。打印的时候,喷嘴温度和基板温度,特别是喷嘴温度,对打印质量影响很大。要是温度太高,材料的流动性就太大了,线材挤出的量就会太多,这样样品表面就会有材料堆积起来,边缘轮廓和样件表面粗糙度就变大了。要是温度太低呢,线材熔化得就不充分,物料流动性不够,严重的话喷嘴会被堵住,打印就没法进行了。所以只有合适的打印温度才能做出高质量的成品。要想找到最佳打印温度,就得先从打印原材料开始研究。因为打印过程主要是靠线材里的粘结剂熔化后带动不锈钢金属成分流动成型的,所以测量线材在加热时的各个特征温度,对选实验温度特别重要。差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)就能很好地给出我们需要的线材特征温度。