3D打印PLA零件的可钻削性：碳纤维增强、进给速度、切削速度和钻头直径的影响

《Polymers for Advanced Technologies》：Drillability of 3D Printed PLA Parts: Influence of Carbon Fiber Reinforcement, Feed Rate, Cutting Speed, and Drill Diameter

使用 fused filament fabrication (FFF) 技术制备的聚乳酸（PLA）及碳纤维增强聚乳酸（PLA/CF）部件钻孔工艺研究表明：切削速度、进给率和钻头直径对推力、表面粗糙度及精度有显著影响，其中10m/min切削速度、0.1mm/rev进给率、5mm钻头直径时表面粗糙度最低（0.77μm），钻孔精度达97.1%-99.9%。

　　

摘要

众所周知，由于碳纤维增强聚合物具有重量轻、比强度高且耐腐蚀等优点，其在各个领域的应用正在不断增加。尽管可以使用熔融丝制造（FFF）技术来生产具有复杂几何形状的碳纤维增强聚合物，但在后处理阶段（如组装）通常仍需要进行钻孔操作。本研究通过实验探讨了进给速度（0.05、0.1和0.2毫米/转）、切削速度（10、30和50米/分钟）以及钻头直径（3毫米和5毫米）对通过FFF技术制造的聚乳酸（PLA）和碳纤维增强聚乳酸（PLA/CF）零件钻孔性能的影响。实验结果表明：随着切削速度的提高，推力减小；进给速度的增加，推力增大；钻头直径的增大，推力进一步增加。在切削速度为10米/分钟、进给速度为0.1毫米/转、钻头直径为5毫米的条件下，钻孔的表面粗糙度最低，为0.77微米。坐标测量机（CMM）分析显示，钻孔的精度在97.1%到99.9%之间。此外，还对钻孔进行了宏观和微观检查，并分析了孔周区域的形成情况。最后发现，加入碳纤维增强材料后，特定的切削系数值会增加；而随着切削速度和进给速度的提高，该系数值会降低。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。