view in publisher's site

Fracture of 3D-printed polymers: Crucial role of filament-scale geometric features

Highlights•3D-printed parts fabricated from biomedical polymers have strength anisotropy.•Strength and resilience are higher in the direction of extruded filaments.•Filament-scale geometric features act as stress raisers in 3D-printed parts.•Strength anisotropy in 3D-printed parts is caused by grooves between filaments.•Bonds between extruded filaments may have identical strength to the bulk material.AbstractIs mechanical anisotropy in extrusion-based 3D-printed parts caused by weak inter-filament bonding, as is widely accepted? This study demonstrates that filament-scale geometric features may be a more important factor than filament bonding. Specially designed 3D-printed compact tension specimens were tested normal to, and along, the direction of extruded filaments. Higher strength and toughness were found in the filament direction. These differences disappeared when small grooves, comparable to micro-features, were introduced in specimens tested along the former direction to replicate grooves that naturally occur between filaments/layers. Mechanical testing and fractography demonstrate that filament-scale geometric stress raisers are critically important and cause anisotropy in 3D-printed materials.Graphical abstractDownload : Download high-res image (221KB)Download : Download full-size image

ساختار پلیمرهای چاپ‌شده سه‌بعدی: نقش محوری ویژگی‌های هندسی در مقیاس فیلامنت

نقاط برجسته * قطعات چاپ‌شده سه‌بعدی ساخته‌شده از پلیمرهای زیست پزشکی دارای ناهمسانگردی قدرت می‌باشند. استحکام و تاب آوری در جهت رشته‌های اکسترود شده بیشتر است. * ویژگی‌های هندسی مقیاس فیلامنت به عنوان کاهش‌دهنده تنش در قطعات چاپ‌شده سه‌بعدی عمل می‌کنند. * نا همسانگردی استحکام در قطعات چاپ‌شده سه‌بعدی به وسیله شیارهای بین رشته‌ها ایجاد می‌شود. * پیوندهای بین رشته‌های اکسترود شده ممکن است استحکام یکسانی با ماده کلی داشته باشند. * عدم انطباق: آیا نا همسانگردی مکانیکی در قطعات چاپ‌شده سه‌بعدی مبتنی بر اکستروژن ناشی از پیوند ضعیف بین رشته‌ای است که به طور گسترده پذیرفته شده‌است؟ نمونه‌های کشش فشرده چاپ‌شده سه‌بعدی طراحی‌شده به طور معمول و در امتداد جهت رشته‌های اکسترود شده مورد آزمایش قرار گرفتند. استحکام و چقرمگی بیشتر در جهت فیلامنت ها یافت شد. این تفاوت‌ها زمانی که شیارهای کوچک، قابل‌مقایسه با ویژگی‌های میکرو، در نمونه‌های تست شده در امتداد جهت قبلی برای تکرار شیارهایی که به طور طبیعی بین فیلامان / لایه‌ها رخ می‌دهند، معرفی شدند، ناپدید شدند. تست مکانیکی و شکست نگاری نشان می‌دهند که استخراج کنندگان تنش هندسی در مقیاس فیلامنت بسیار مهم هستند و موجب نا همسانگردی در مواد چاپ‌شده سه‌بعدی می‌شوند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
  • مقاله Mechanics of Materials
  • ترجمه مقاله Mechanics of Materials
  • مقاله مکانیک مواد
  • ترجمه مقاله مکانیک مواد
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.