In most fused filament fabrication

In most fused filament fabrication systems, all filament laydown paths are at constant Z
height. This creates a weak direction in the resulting parts, as the interlayer adhesion between melted
and solidified material is much weaker than the tensile strength of the bulk material. For example, a
hemispherical dome pressure vessel endcap will fail easily along these Z=constant cleavage planes. We
resolve this problem by proposing a 3D printing system that does not limit the nozzle positioning to a
single Z layer at a time, or to constant pitch and yaw angle, but instead lay down extrusions more
closely aligned with the stress tensor within the part (but requiring 5 simultaneous axes of motion). To
verify this, we have constructed a working 5-axis fused-filament fabrication 3D printer and produced a
number of test parts in ABS, nylon 645, and T-glase polyester. Using a commercial hydrostatic pressure
system, we have tested these parts to destruction and find a typical strength improvement of 3x to 5x
over conventional 3-axis parts printed to the same specification, in the same machine, from the same
spool of polymer; the only thing changed was the extrusion pattern. An approximate calculation to
translate this into the material's ultimate tensile strength shows that the 5-axis FFF parts are within a
factor of two of the ultimate tensile strength of typical professionally injection-molded ABS material.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในระบบส่วนใหญ่ในการผลิตเส้นใยหลอม ใส้ laydown เส้นทางทั้งหมดคง Zสูง สร้างทิศทางที่อ่อนในส่วนเป็นผลลัพธ์ เป็นการยึดเกาะระหว่าง interlayer ละลายและทั้งวัสดุมากอ่อนกว่าแรงดึงของวัสดุเป็นกลุ่ม ตัวอย่างเช่น การendcap เรือดันโดมครึ่งวงกลมจะล้มได้ง่าย ๆ ตามนี้ Z =เครื่องบินคงความแตกแยก เราแก้ไขปัญหานี้ โดยเสนอระบบการพิมพ์ 3 มิติที่ไม่จำกัดการวางตำแหน่งหัวฉีดเพื่อการเดียว Z ชั้น หรือ yaw มุมและระยะห่างคง แต่แทน วาง extrusions มากขึ้นอย่างใกล้ชิดสอดคล้องกับ tensor ความเครียดภายในส่วน (แต่ต้อง 5 แกนพร้อมกันของการเคลื่อนไหว) ถึงตรวจสอบนี้ เราได้สร้างเครื่องพิมพ์ 3D ผลิตใยหลอมรวม 5 แกนทำงาน และผลิตหมายเลขชิ้นส่วนทดสอบ ABS ไนล่อน 645 และ T glase โพลีเอสเตอร์ ใช้ความดันการค้าระบบ เรามีทดสอบชิ้นส่วนเหล่านี้จะทำลายและค้นหาการปรับปรุงความแข็งแรงโดยทั่วไปของ 5 x 3 xส่วน 3 แกนธรรมดาพิมพ์สเปคเดียวกัน ในเครื่องเดียวกัน จากเดิมเก็บพักของพอลิเมอร์ สิ่งเดียวที่เปลี่ยนคือ รูปแบบการอัดรีด การคำนวณประมาณการแปลนี้เป็นการแสดงความแข็งแรงที่สุดของวัสดุที่ส่วน FFF 5 แกนภายในเครื่องปัจจัยที่สองที่แรงสุดยอดโดยทั่วไปอาชีพฉีดขึ้นรูปวัสดุ ABS

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในที่สุดระบบผสมเส้นใยประดิษฐ์ทุกเส้นทางใย laydown อยู่ที่ Z คง
สูง นี้จะสร้างทิศทางอ่อนแอในส่วนที่เกิดขึ้นในขณะที่การยึดเกาะระหว่าง interlayer ละลาย
และผลึกวัสดุที่มีความอ่อนแอกว่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุขนาดใหญ่ ยกตัวอย่างเช่น
ครึ่งวงกลมปิดท้ายโดมดันเรือจะล้มเหลวได้อย่างง่ายดายพร้อม Z เหล่านี้ = เครื่องบินแตกแยกอย่างต่อเนื่อง เรา
แก้ไขปัญหานี้โดยเสนอระบบการพิมพ์ 3 มิติที่ไม่ได้ จำกัด การวางตำแหน่งหัวฉีดไปยัง
Z ชั้นเดียวในเวลาหรือสนามอย่างต่อเนื่องและมุมหันเห แต่แทนที่จะวางอัดขึ้นรูปอื่น ๆ
ใกล้ชิดกับเมตริกซ์ความเครียดภายในส่วน ( แต่กำหนดให้ 5 แกนพร้อมกันของการเคลื่อนไหว) ในการ
ตรวจสอบนี้เราได้สร้างการทำงาน 5 แกนผสมใยประดิษฐ์เครื่องพิมพ์ 3D และผลิต
จำนวนของชิ้นส่วนในการทดสอบ ABS, ไนลอน 645 และโพลีเอสเตอร์ T-glase การใช้แรงดันน้ำในเชิงพาณิชย์
ระบบเรามีการทดสอบชิ้นส่วนเหล่านี้ไปสู่การทำลายและพบว่ามีการปรับปรุงความแข็งแรงตามแบบฉบับของ 3x 5 เท่า
กว่าเดิมส่วน 3 แกนพิมพ์ข้อกำหนดเดียวกันในเครื่องเดียวกันจากที่เดียวกัน
หลอดลิเมอร์; สิ่งเดียวที่เปลี่ยนเป็นรูปแบบการอัดรีด การคำนวณประมาณ
แปลนี้เป็นความต้านทานแรงดึงของวัสดุที่ดีที่สุดแสดงให้เห็นว่าส่วน FFF 5 แกนอยู่ภายใน
ปัจจัยที่สองของความต้านทานแรงดึงที่ดีที่สุดของมืออาชีพวัสดุ ABS ฉีดขึ้นรูปทั่วไป

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในส่วนระบบการผสมเส้นใยทุกเส้นทางที่คงที่ ซีเล ดาวนเส้นใยความสูง นี้จะสร้างทิศทางที่อ่อนแอในผลส่วน ในฐานะที่เป็นตัวเชื่อมยึดระหว่าง ละลายและแข็งวัสดุอ่อนแอมากกว่าแรงดึงของวัสดุที่เป็นกลุ่ม ตัวอย่างเช่นโดมครึ่งวงกลมภาชนะรับความดัน endcap จะล้มเหลวได้อย่างง่ายดายด้วยเหล่านี้ Z = เครื่องบินตัวคงที่ เราแก้ไขปัญหานี้โดยนำเสนอระบบการพิมพ์ 3D ที่ไม่ จำกัด ไปยังหัวฉีดตำแหน่งซีเลเยอร์เดียวที่เวลาหรือระยะห่างที่คงที่ และมุมเฉไป , แต่แทนที่จะวางอัดขึ้นรูปมากกว่าใกล้ ชิดกับความเครียดเมตริกซ์ในส่วนหนึ่ง ( แต่ต้อง 5 แกนพร้อมกันเคลื่อนไหว ) เพื่อตรวจสอบนี้ เราจะสร้างผสมเส้นใย 5 ทำงานผลิตเครื่องพิมพ์ 3D และผลิตหมายเลขชิ้นส่วนแบบ ABS , 645 t-glase ไนลอนและโพลีเอสเตอร์ ความดันอุทกสถิตการใช้เชิงพาณิชย์ระบบที่เราได้ทดสอบ ชิ้นส่วนเหล่านี้จะทำลาย และพบโดยทั่วไปการปรับปรุงความแข็งแรงของ x 3 x 5กว่าปกติ แกน ส่วนพิมพ์ข้อมูลเดียวกันในเครื่องเดียวกันจากเดียวกันสปูลของพอลิเมอร์ สิ่งเดียวที่เปลี่ยนไปคือ รูปแบบ การประมาณแปลเป็นวัสดุที่ดีที่สุดของแรงดึง พบว่าชิ้นส่วนภายใน 5 ฟ.ปัจจัยที่สองของสุดยอดแรงปกติ อย่างมืออาชีพ ด้วยกระบวนการฉีดขึ้นรูปวัสดุ ABS