Influence of different 3D printer designs on the mechanical properties of polyamide compounds in Fused Filament Fabrication

Abstract

Das Ziel dieser Forschung ist es zu bestimmen, inwiefern sich das Design eines FFF Desktop 3D Druckers auf die thermischen und mechanischen Eigenschaften eines Polyamid-Compounds auswirkt. Dafür werden vier unterschiedliche Geräte ausgewählt und mehrere Prüfkörper mit festgelegten Ausgangsbedingungen gedruckt. Anschließend wird ein Teil dieser Prüfkörper thermisch nachbehandelt. Zur Bestimmung der Eigenschaften, wurden genormte Prüfverfahren durchgeführt, um die Materialeigenschaften der Prüfkörper zu bestimmen. Es zeigt sich, dass durch das Design der Anteil des kristallinen Gefüges beeinflusst wird. Es zeigt sich jedoch auch, dass ein Großteil der Eigenschaften durch die Nachbehandlung erzielt werden kann. Auf dieser Grundlage lässt sich nicht sagen, dass ein aufwendig gestalteter Desktop 3D Drucker zwangsläufig bessere Ergebnisse erzielt.

The goal of this research is to determine how the design of a FFF desktop 3D printer, especially its shielding from the environment, affects the thermal and mechanical properties of a polyamide compound. For this purpose, four different machines are selected, and several test specimens are printed with fixed start conditions. Subsequently, a part of these test specimens is thermally post-treated. To determine the properties, standardized test procedures were performed to determine the material properties of the test specimens. It is shown that the design influences the proportion of the crystalline structure. However, it is also shown that a large part of the properties is achieved by the after-treatment. On this basis, it cannot be said that an elaborately designed desktop 3D printer necessarily achieves better results.