Design and simulation analysis of an extrusion structure based on screw extrusion 3D printing / Biaoqiang Liu in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 39, N° 4 (2024)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 39, N° 4 (2024) . - p. 497-511 Titre : Design and simulation analysis of an extrusion structure based on screw extrusion 3D printing Type de document : texte imprimé Auteurs : Biaoqiang Liu, Auteur ; Bo Qian, Auteur ; Zhentao Hu, Auteur ; Yuxin Liang, Auteur ; Hongri Fan, Auteur Année de publication : 2024 Article en page(s) : p. 497-511 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Contraintes (mécanique) Fluides, Mécanique des Impression tridimensionnelle Impression tridimensionnelle par dépôt par extrusion Matières plastiques -- Extrusion:Polymères -- Extrusion Matières plastiques -- Propriétés mécaniques Modèles mathématiques Modélisation par dépôt en fusion Morphologie (matériaux) Polylactique, Acide L'acide polylactique (anglais : polylactic acid, abrégé en PLA) est un polymère entièrement biodégradable utilisé dans l'alimentation pour l'emballage des Å“ufs et plus récemment pour remplacer les sacs et cabas en plastiques jusqu'ici distribués dans les commerces. Il est utilisé également en chirurgie où les sutures sont réalisées avec des polymères biodégradables qui sont décomposés par réaction avec l’eau ou sous l’action d’enzymes. Il est également utilisé pour les nouveaux essais de stent biodégradable. Le PLA peut-être obtenu à partir d'amidon de maïs, ce qui en fait la première alternative naturelle au polyéthylène (le terme de bioplastique est utilisé). En effet, l'acide polylactique est un produit résultant de la fermentation des sucres ou de l'amidon sous l'effet de bactéries synthétisant l'acide lactique. Dans un second temps, l'acide lactique est polymérisé par un nouveau procédé de fermentation, pour devenir de l'acide polylactique. Ce procédé conduit à des polymères avec des masses molaires relativement basses. Afin de produire un acide polylactique avec des masses molaires plus élevées, l'acide polylactique produit par condensation de l'acide lactique est dépolymérisé, produisant du lactide, qui est à son tour polymérisé par ouverture de cycle. Le PLA est donc l’un de ces polymères, dans lequel les longues molécules filiformes sont construites par la réaction d’un groupement acide et d’une molécule d’acide lactique sur le groupement hydroxyle d’une autre pour donner une jonction ester. Dans le corps, la réaction se fait en sens inverse et l’acide lactique ainsi libéré est incorporé dans le processus métabolique normal. On obtient un polymère plus résistant en utilisant l'acide glycolique, soit seul, soit combiné à l’acide lactique. Simulation par ordinateur Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : In response to the problems of 3D printing, such as uneven wire discharge and easy clogging of printing nozzles in FDM (Fused Deposition Modeling) printing technology, this paper develops a screw extrusion 3D printing melting deposition system based on simulation. The simulation results show that the maximum deformation of the screw occurs at the tail end, with a maximum value of 0.04 mm, while the fluid pressure and the pressure on the surface of the screw gradually increase along the direction of extrusion, and the maximum pressure occurs near the nozzle, with a value of 0.13 MPa. The fluid pressure is positively correlated with the screw speed and negatively correlated with the screw pitch. The fitting formula is obtained by numerical simulation of the screw speed and the flow velocity at the nozzle outlet. Using a self-made screw extrusion 3D printing equipment, relevant experiments are conducted to explore the influence of different layer thicknesses and line spacings on the mechanical properties of printed samples, as well as the influence of printing speed on surface quality. It is found that layer thickness has a significant impact on the bending strength of printed samples, with a maximum value of 24.74 MPa and a minimum of 19.21 MPa. The bending strength decreases by 28.79 % from 0.6 mm to 1.0 mm layer thickness. The line spacing has a significant impact on the tensile strength of printed samples, with a maximum value of 27.22 MPa and a minimum of 21.16 MPa. As the printing speed increases, the surface roughness of the printed piece also gradually increases from Ra = 389.28 μm at v = 30 mm/s to Ra = 535.45 μm at v = 70 mm/s, an increase of 37.55 %. Note de contenu : - PRINCIPLE OF SCREW EXTRUSION : - Background - Screw extrusion 3D printing equipment - SIMULATION ANALYSIS OF SCREW EXTRUSION : - Mathematical model - Grid division and boundary conditions setting - Analysis of the computational predictions - EXPERIMENTAL : - Printing material - Sample preparation - RESULTS AND DISCUSSION : - Mechanical properties - Surface quality - Morphology DOI : https://doi.org/10.1515/ipp-2024-0066 En ligne : https://drive.google.com/file/d/1sCPR4YzfBjU_vidMcvBBP7CZ0oqVoJNk/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=41631 [article]

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