Experimental investigation on flexural properties of FDM-processed PET-G specimen using response surface methodology

Abstract

The properties of fused deposition modeling (FDM) products exhibit strong dependence on process parameters which may be improved by setting suitable levels for parameters related to FDM. Anisotropic and brittle nature of 3D-printed components makes it essential to investigate the effect of FDM control parameters to different performance metrics related to resistance for improving strength of functional parts. In this work the flexural strength of polyethylene terephthalate glycol (PET-G) is examined under by altering the levels of different 3D-printing parameters such as layer height, infill density, deposition angle, printing speed and printing temperature. A response surface experiment was established having 27 experimental runs to obtain the results for flexural strength (MPa) and to further investigate the effect of each control parameter on the response by studying the results using statistical analysis. The experiments were conducted as per the ASTM D790 standard. The regression model generated for flexural strength adequately explains the variation of FDM control parameters on flexural strength and thus, it can be implemented to find optimal parameter settings with the use of either an intelligent algorithm, or neural network.

Effects of Post-UV-Curing on the Flexural and Absorptive Behaviour of FDM-3D-Printed Poly(lactic acid) Parts

“…In the last decade, there has been an explosion in the number of desktop-type 3D printer users due to the diversification and ease of access of 1.75 and 2.85 mm diameter polymer filament consumables. The materials frequently used in the FDM method are poly(lactic acid) (PLA) [ 15 , 16 , 17 ], acrylonitrile butadiene styrene (ABS) [ 18 , 19 , 20 ], polyethylene terephthalate (PET) [ 21 , 22 , 23 ], polypropylene (PP) [ 24 , 25 , 26 ], polycarbonate (PC) [ 27 ], polyetheretherketone (PEEK) [ 28 , 29 , 30 ], thermoplastic polyurethane (TPU) [ 31 , 32 , 33 ], and polyamide (PA). In today’s market, apart from thermoplastics, it has become possible to reach varieties of composite materials such as glass fibre-reinforced PP [ 34 ], carbon fibre-reinforced PET [ 35 ], and carbon fibre-reinforced PA [ 36 ] and metallic materials such as stainless steel 316L [ 37 ] and 17-4ph [ 38 ].…”

Ποιοτική Διερεύνηση (Βελτιστοποίηση - Μοντελοποίηση) Παραμέτρων Της Τρισδιάστατης Εκτύπωσης Πολυμερών Υλικών Για Την Παραγωγή Λεπτότοιχων Φυσικών Πρωτοτύπων Με Εφαρμογή Στο Σχεδιασμό Και Την Κατασκευή Διακοσμητικών Αντικειμένων Εσωτερικού Χώρου

“…στην ακεραιότητα των κατασκευασμένων μερών αποτελεί ένα κρίσιμο θέμα για πολλούς ερευνητές[34,101,[128][129][130].Αξίζει να σημειωθεί ότι η έλλειψη επαρκούς προσκόλλησης μεταξύ των στρωμάτων του νήματος επηρεάζει αρνητικά την ποιότητα της επιφάνειας των μοντέλων και μπορεί να δημιουργήσει πόρους και ανεπιθύμητες ρωγμές[131][132][133]. Ο Wang[134] είχε αναφέρει ότι η επίδραση συμπίεσης του ακροφυσίου και της διάχυσης επηρεάζει τη μορφή της ποιότητας της επιφάνειας και ανέπτυξε ένα γεωμετρικό μοντέλο για την πρόβλεψη της επιφανειακής τραχύτητας για επίπεδες και κάθετες επιφάνειες.…”