Numerical Simulation and Experimental Study Regarding the Cross-Sectional Morphology of PEEK Monofilament Deposition During FDM-Based 3D Printing

偷看 熔融沉积模型 材料科学 复合材料 聚醚醚酮 3D打印 沉积(地质) 表面粗糙度 喷嘴 表面光洁度 挤压 工程制图 机械工程 聚合物 古生物学 沉积物 工程类 生物
作者
H.-W. Li,Xingzhi Xiao,Wenhe Liao,Tingting Liu,Gang Li
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:39 (37): 13287-13295 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.3c01768
摘要

Polyether–ether–ketone (PEEK) is widely used in the field of biomedical engineering because of its excellent mechanical properties, chemical stability, and biocompatibility. Fused deposition modeling (FDM), which is a typical 3D printing process, can achieve low-cost and high-efficiency printing of complex PEEK structures. However, poor monofilament deposition quality leads to rough surfaces on macroscopic printed parts, low dimensional accuracy, and weak interlayer bonding, which are urgent problems to be solved. In this study, considering the shear thinning characteristic of PEEK, a numerical model for monofilament deposition was constructed by using the finite volume method. This model revealed the influences of process parameters on the monofilament cross-sectional profiles and achieved predictions of monofilament cross-sectional profiles during FDM-based 3D printing of PEEK. The average relative error of the monofilament cross-sectional area predictions was 7.68%. The average relative error of the monofilament cross-sectional aspect ratio predictions was 12.06%. It was also found that there are three typical deposited monofilament cross-sectional profile shapes, i.e., a capsule shape, a bread shape, and a circular shape. These three shapes occurred because of the combined effect of the layer thickness and the extrusion width during the extrusion and deposition of PEEK. These revealed monofilament cross-sectional profiles provide the basis for accurate nozzle motion trajectory planning, and they lay a foundation for surface roughness predictions and dimensional accuracy control during the FDM-based 3D printing of PEEK.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
南枝焙雪完成签到 ,获得积分10
1秒前
君猪应助luckweb采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.3应助cc采纳,获得10
8秒前
qianlu完成签到 ,获得积分10
10秒前
整齐豆芽完成签到 ,获得积分10
11秒前
小白完成签到 ,获得积分10
12秒前
TG303完成签到,获得积分10
17秒前
行云流水完成签到,获得积分10
22秒前
和谐的冬莲完成签到 ,获得积分10
22秒前
兴奋芸遥完成签到 ,获得积分10
25秒前
糯米Joan完成签到 ,获得积分10
31秒前
无情静柏完成签到 ,获得积分10
32秒前
优雅的平安完成签到 ,获得积分10
32秒前
开心蛋挞完成签到 ,获得积分10
33秒前
kk完成签到 ,获得积分10
34秒前
张一亦可完成签到,获得积分10
42秒前
Joy完成签到,获得积分10
49秒前
薯条一克完成签到 ,获得积分10
52秒前
52秒前
Antares完成签到 ,获得积分10
53秒前
白马爱毛驴完成签到,获得积分10
53秒前
幽默的绿草完成签到,获得积分10
54秒前
小权拳的权完成签到,获得积分10
58秒前
阿尼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
三脸茫然完成签到 ,获得积分0
1分钟前
HuiJN完成签到 ,获得积分10
1分钟前
稳重母鸡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xxxx发布了新的文献求助10
1分钟前
whuhustwit完成签到,获得积分10
1分钟前
LiGanZe完成签到,获得积分10
1分钟前
fossick2010完成签到 ,获得积分10
1分钟前
肯德鸭完成签到,获得积分10
1分钟前
七七完成签到 ,获得积分10
1分钟前
buerzi完成签到,获得积分10
1分钟前
勤劳宛菡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wzk完成签到,获得积分10
1分钟前
CodeCraft应助谦让的寒凡采纳,获得10
1分钟前
LaixS完成签到,获得积分10
1分钟前
冷傲迎梅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6013258
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7580257
关于积分的说明 16139992
捐赠科研通 5160450
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763357
邀请新用户注册赠送积分活动 1743322
关于科研通互助平台的介绍 1634285