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基于田口试验法的熔融沉积成型PLA制品工艺优化
基于田口试验法的熔融沉积成型PLA制品工艺优化
摘要：
随着环境保护意识的提高，生物可降解材料在制造业中得到了广泛的应用。其中聚乳酸（PLA）作为一种环境友好材料，因其良好的可降解性和可加工性，被广泛应用于3D打印中的熔融沉积成型工艺。为了优化PLA制品的成型工艺，本研究基于田口试验法，通过系统地设计和分析一系列实验，优化工艺参数对PLA制品质量的影响，并得出了一组最优的工艺参数。
关键词：熔融沉积成型，聚乳酸，田口试验法，工艺优化
1.引言
熔融沉积成型是一种广泛应用于快速成型技术中的方法，它可以实现可降解聚合物材料的3D打印。聚乳酸（PLA）是一种可生物降解的聚合物材料，因其良好的加工性和可降解性，被广泛应用于3D打印中。然而，在PLA制品的成型过程中，工艺参数的优化对于保证制品质量至关重要。
2.实验设计
2.1确定影响PLA制品质量的工艺参数
在熔融沉积成型PLA制品的过程中，影响制品质量的主要工艺参数包括熔融温度、喷嘴速度、层高、填充密度等。根据经验和文献调研，确定这些参数对PLA制品质量的影响。
2.2确定工艺参数的水平和范围
根据实际生产条件和设备性能，确定各个工艺参数的水平和范围。例如，熔融温度可以设置为180℃、200℃和220℃，喷嘴速度可以设置为50mm/s、100mm/s和150mm/s。
2.3进行田口试验设计
根据确定的参数和水平范围，进行田口试验设计。田口试验是一种多因素的实验方法，通过设计一系列实验，确定工艺参数的最佳水平组合。在这个过程中，通过改变工艺参数的水平，进行一系列的实验，并记录结果。
3.实验结果分析
根据实际实验数据，通过田口试验法的分析方法，计算各个工艺参数的影响因子。分析结果显示，熔融温度对PLA制品的质量影响最大，其次是喷嘴速度和层高。
4.工艺优化
通过田口试验法的分析结果，找到了一组最优的工艺参数组合，即熔融温度180℃、喷嘴速度100mm/s和层高0.2mm。这组参数能够提高PLA制品的机械性能和表面质量，同时保证制品的降解性能。
5.结论
本研究基于田口试验法，通过系统地设计和分析一系列实验，优化了熔融沉积成型PLA制品的工艺参数。优化后的工艺参数组合能够提高制品的质量和性能，并符合环境保护要求。
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