CN111579354A - 一种3d打印成形件的疲劳性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，包括如下步骤：步骤一:使用同一台3D打印件打印同样造型的三十五个3D打印成形件，每七个一组进行标号收纳；步骤二:在温控箱内进行力学性能测试，将温控箱温度调至0℃，使用压力机对于第一组的第一个3D打印成形件进行破坏应力的性能测试，得到结果数据后记录；步骤三:再将第一组的第二个3D打印成形件放置温控箱内的拉力机中，使用两夹具进行对拉，获得对拉的抗拉强度数据，再变换夹具之间的角度和打印件的夹持位置，记录多角度的抗拉强度数据。本发明所获得的实验数据全面，方便于后期3D打印成形件投入使用时便于使用者作为参考来选择性应用，辅助性意义强。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，3D打印技术的应用越来越广泛，3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
但是，现有的3D打印产品的疲劳测试方式比较简单，产品所获得的的参数也不够详细；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，以解决上述背景技术中提出的现有的3D打印产品的疲劳测试方式比较简单，产品所获得的的参数也不够详细等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，包括：
温度环境，确定不同的温度环境，单一温度环境下对于同一规格的3D打印件进行力学性能的测试；
确认破坏应力，确认在不同温度环境下同一规格的3D打印件的破坏应力值；
多方向的抗拉强度，不仅针对单一方向的抗拉性能进行测试，而是多方向的抗拉性能测试；
产品抗弯强度，针对板型3D打印件进行多幅度规格的弯曲试验；
抗压强度，在极限外力的施加情况下得到极限抗压强度；
抗剪强度，剪断产品特征部位测试剪切力强度；
抗扭强度，夹持产品两端，两端反向扭转产品，得到产品扭断时的应力数据；
持久性强度测试，在给定的温度条件下和规定的时间内，获得3D打印产品发生断裂时的应力数据。
优选的，所述温度环境选用-20℃、0℃、20℃、40℃、80℃和140℃。
优选的，所述多方向的抗拉强度所采用的形式为对拉和双夹具之间夹角60°、90°和120°的拉动。
所述的方法，还包括以下步骤：
步骤一:使用同一台3D打印件打印同样造型的三十五个3D打印成形件，每七个一组进行标号收纳；
步骤二:在温控箱内进行力学性能测试，将温控箱温度调至0℃，使用压力机对于第一组的第一个3D打印成形件进行破坏应力的性能测试，得到结果数据后记录；
步骤三:再将第一组的第二个3D打印成形件放置温控箱内的拉力机中，使用两夹具进行对拉，获得对拉的抗拉强度数据，再变换夹具之间的角度和打印件的夹持位置，记录多角度的抗拉强度数据；
步骤四:再将第一组的第三个3D打印成形件放置温控箱内压力疲劳测试机中，测试打印件的抗压强度并记录，接着对第一组的第四个3D打印成形件进行剪断时的抗剪强度测试并记录，对第一组的第五个3D打印成形件的两端夹持并进行反方向的扭转，测试该打印件的抗扭强度数据获取并记录，对第一组的第六个3D打印成形件放置到弯曲疲劳测试机上进行抗弯强度测试并记录；
步骤五:对于第一组的第七个3D打印成形件规定在时长半小时内施加压力，直到产品发生断裂来获取产品的持久性强度数据；
步骤六:完成第一组测试后，调节温控箱温度至其他测试档位，循环以上步骤对于后续组别进行测试并记录数据；
步骤七:完成整体测试
优选的，所述步骤一打印方法具体为分五次打印，每次打印七个3D打印成形件，每次打印完成后停机时长H后再次打印。
优选的，所述时长H为24h。
优选的，所述步骤五中施加压力方式为逐级递增，每级为其上一级压力值的1.5倍，每级持续时长为5min。
优选的，所述步骤四中的扭转测试对于产品的上下两端和左右两端进行扭转测试。
优选的，所述整体测试完成后，对于样品进行回收再利用，对于记录数据进行制表。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在不同的主流温度情况下，对于3D打印成形件进行各项力学性能的测试并记录：确认破坏应力、抗拉强度、抗弯强度、抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和持久性强度，其中抗拉还具体分成了多角度的抗拉测试，所获得的的实验数据全面，方便于后期3D打印成形件投入使用时便于使用者作为参考来选择性应用，辅助性意义强。
附图说明
图1为本发明整体流程的结构示意图；
图2为本发明整体测试项及因素的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1至图2，本发明提供的一种实施例：一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，包括：
温度环境，确定不同的温度环境，单一温度环境下对于同一规格的3D打印件进行力学性能的测试；
确认破坏应力，确认在不同温度环境下同一规格的3D打印件的破坏应力值；
多方向的抗拉强度，不仅针对单一方向的抗拉性能进行测试，而是多方向的抗拉性能测试；
产品抗弯强度，针对板型3D打印件进行多幅度规格的弯曲试验；
抗压强度，在极限外力的施加情况下得到极限抗压强度；
抗剪强度，剪断产品特征部位测试剪切力强度；
抗扭强度，夹持产品两端，两端反向扭转产品，得到产品扭断时的应力数据；
持久性强度测试，在给定的温度条件下和规定的时间内，获得3D打印产品发生断裂时的应力数据。
进一步，温度环境选用-20℃、0℃、20℃、40℃、80℃和140℃。
进一步，多方向的抗拉强度所采用的形式为对拉和双夹具之间夹角60°、90°和120°的拉动。
一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，还包括如下步骤：
步骤一:使用同一台3D打印件打印同样造型的三十五个3D打印成形件，每七个一组进行标号收纳；
步骤二:在温控箱内进行力学性能测试，将温控箱温度调至0℃，使用压力机对于第一组的第一个3D打印成形件进行破坏应力的性能测试，得到结果数据后记录；
步骤三:再将第一组的第二个3D打印成形件放置温控箱内的拉力机中，使用两夹具进行对拉，获得对拉的抗拉强度数据，再变换夹具之间的角度和打印件的夹持位置，记录多角度的抗拉强度数据；
步骤四:再将第一组的第三个3D打印成形件放置温控箱内压力疲劳测试机中，测试打印件的抗压强度并记录，接着对第一组的第四个3D打印成形件进行剪断时的抗剪强度测试并记录，对第一组的第五个3D打印成形件的两端夹持并进行反方向的扭转，测试该打印件的抗扭强度数据获取并记录，对第一组的第六个3D打印成形件放置到弯曲疲劳测试机上进行抗弯强度测试并记录；
步骤五:对于第一组的第七个3D打印成形件规定在时长半小时内施加压力，直到产品发生断裂来获取产品的持久性强度数据；
步骤六:完成第一组测试后，调节温控箱温度至其他测试档位，循环以上步骤对于后续组别进行测试并记录数据；
步骤七:完成整体测试。
进一步，步骤一打印方法具体为分五次打印，每次打印七个3D打印成形件，每次打印完成后停机时长H后再次打印。
进一步，时长H为24h。
进一步，步骤五中施加压力方式为逐级递增，每级为其上一级压力值的1.5倍，每级持续时长为5min。
进一步，步骤四中的扭转测试对于产品的上下两端和左右两端进行扭转测试。
进一步，整体测试完成后，对于样品进行回收再利用，对于记录数据进行制表。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于，包括：
温度环境，确定不同的温度环境，单一温度环境下对于同一规格的3D打印件进行力学性能的测试；
确认破坏应力，确认在不同温度环境下同一规格的3D打印件的破坏应力值；
多方向的抗拉强度，不仅针对单一方向的抗拉性能进行测试，而是多方向的抗拉性能测试；
产品抗弯强度，针对板型3D打印件进行多幅度规格的弯曲试验；
抗压强度，在极限外力的施加情况下得到极限抗压强度；
抗剪强度，剪断产品特征部位测试剪切力强度；
抗扭强度，夹持产品两端，两端反向扭转产品，得到产品扭断时的应力数据；
持久性强度测试，在给定的温度条件下和规定的时间内，获得3D打印产品发生断裂时的应力数据。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于：所述温度环境选用-20℃、0℃、20℃、40℃、80℃和140℃。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于：所述多方向的抗拉强度所采用的形式为对拉和双夹具之间夹角60°、90°和120°的拉动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
步骤一:使用同一台3D打印件打印同样造型的三十五个3D打印成形件，每七个一组进行标号收纳；
步骤二:在温控箱内进行力学性能测试，将温控箱温度调至0℃，使用压力机对于第一组的第一个3D打印成形件进行破坏应力的性能测试，得到结果数据后记录；
步骤三:再将第一组的第二个3D打印成形件放置温控箱内的拉力机中，使用两夹具进行对拉，获得对拉的抗拉强度数据，再变换夹具之间的角度和打印件的夹持位置，记录多角度的抗拉强度数据；
步骤四:再将第一组的第三个3D打印成形件放置温控箱内压力疲劳测试机中，测试打印件的抗压强度并记录，接着对第一组的第四个3D打印成形件进行剪断时的抗剪强度测试并记录，对第一组的第五个3D打印成形件的两端夹持并进行反方向的扭转，测试该打印件的抗扭强度数据获取并记录，对第一组的第六个3D打印成形件放置到弯曲疲劳测试机上进行抗弯强度测试并记录；
步骤五:对于第一组的第七个3D打印成形件规定在时长半小时内施加压力，直到产品发生断裂来获取产品的持久性强度数据；
步骤六:完成第一组测试后，调节温控箱温度至其他测试档位，循环以上步骤对于后续组别进行测试并记录数据；
步骤七:完成整体测试。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于：所述步骤一打印方法具体为分五次打印，每次打印七个3D打印成形件，每次打印完成后停机时长H后再次打印。
6.根据权利要求5所述的一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于：所述时长H为24h。
7.根据权利要求4所述的一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于：所述步骤五中施加压力方式为逐级递增，每级为其上一级压力值的1.5倍，每级持续时长为5min。
8.根据权利要求4所述的一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于：所述步骤四中的扭转测试对于产品的上下两端和左右两端进行扭转测试。
9.根据权利要求4所述的一种3D打印成形件的疲劳性能测试方法，其特征在于：所述整体测试完成后，对于样品进行回收再利用，对于记录数据进行制表。
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