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Enhancement of Mechanical Properties of PA6 Blending with Talcum for Fused Deposition Modeling
Macromolecular Materials and Engineering ( IF 4.2 ) Pub Date : 2020-07-20 , DOI: 10.1002/mame.202000355 Zhengchuan Guo 1 , Xingshuang Peng 1 , Lin Sang 1
Macromolecular Materials and Engineering ( IF 4.2 ) Pub Date : 2020-07-20 , DOI: 10.1002/mame.202000355 Zhengchuan Guo 1 , Xingshuang Peng 1 , Lin Sang 1
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The objective of this work is to fabricate polyamide 6 (PA6) composite filament with enhanced mechanical properties and low cost for fused deposition modeling (FDM). The composite filaments are obtained by compounding PA6 and talcum fillers and then single screw extruding. Virgin PA6 and commercial e‐PA6 are set as controls. First, the rheological behaviors and thermal properties of PA6/talc, PA6, and e‐PA6 pellet materials are investigated, including viscosity, melting temperature, crystallinity, and decomposition temperature, which are important parameters for fabricating filament feedstocks. The results show that 10 wt% addition of talcum content accelerates the increase of the viscosity among the processing temperature. Accordingly, virgin PA6 and PA6/talc5 with good flowability are produced and subsequently evaluated by tensile and flexural tests. It is notable that the introduction of talcum increases the diameter constant and shape stability of PA6‐based filament. Also, it is found that both PA6 and Pa6/talc5 filaments exhibit superior tensile properties to the commercial e‐PA6 counterparts. Especially, PA6/talc5 filaments achieve the maximum tensile yield strength of 67.1 MPa and modulus of 3.10 GPa. Finally, auxetic lattice parts are successfully printed via FDM using lab‐made PA6, PA6/talc5, and commercial e‐PA6 filaments, and PA6/talc5 exhibits remarkable loading and energy absorption capability.
中文翻译：
滑石粉与滑石粉共混PA6力学性能的增强
这项工作的目的是制造具有增强的机械性能和低成本的熔融沉积建模（FDM）的聚酰胺6（PA6）复合长丝。复合长丝是通过将PA6和滑石填料混合然后单螺杆挤出而获得的。将Virgin PA6和商用e-PA6设置为控件。首先，研究了PA6 /滑石，PA6和e-PA6粒料的流变行为和热性能，包括粘度，熔融温度，结晶度和分解温度，这是制造长丝原料的重要参数。结果表明，在加工温度中，添加10wt％的滑石含量促进了粘度的增加。因此，生产出具有良好流动性的纯净PA6和PA6 / talc5，然后通过拉伸和弯曲试验对其进行评估。值得注意的是，滑石粉的引入增加了PA6基丝的直径常数和形状稳定性。此外，还发现PA6和Pa6 / talc5丝均显示出优于商用e-PA6同类产品的拉伸性能。特别是，PA6 /滑石粉长丝的最大拉伸屈服强度为67.1 MPa，模量为3.10 GPa。最后，使用实验室制造的PA6，PA6 / talc5和市售e-PA6细丝，通过FDM成功印刷了可膨胀的格子部件，并且PA6 / talc5具有出色的负载和能量吸收能力。发现PA6和Pa6 / talc5丝均显示出比市售e-PA6同类产品更高的拉伸性能。特别是，PA6 /滑石粉长丝的最大拉伸屈服强度为67.1 MPa，模量为3.10 GPa。最后，使用实验室制造的PA6，PA6 / talc5和市售e-PA6细丝，通过FDM成功印刷了可膨胀的格子部件，并且PA6 / talc5具有出色的负载和能量吸收能力。结果发现，PA6和Pa6 / talc5丝均显示出优于商用e-PA6同类产品的拉伸性能。特别是，PA6 /滑石粉长丝的最大拉伸屈服强度为67.1 MPa，模量为3.10 GPa。最后，使用实验室制造的PA6，PA6 / talc5和市售e-PA6细丝，通过FDM成功印刷了可膨胀的格子部件，并且PA6 / talc5具有出色的负载和能量吸收能力。
更新日期：2020-09-14
中文翻译：
滑石粉与滑石粉共混PA6力学性能的增强
这项工作的目的是制造具有增强的机械性能和低成本的熔融沉积建模（FDM）的聚酰胺6（PA6）复合长丝。复合长丝是通过将PA6和滑石填料混合然后单螺杆挤出而获得的。将Virgin PA6和商用e-PA6设置为控件。首先，研究了PA6 /滑石，PA6和e-PA6粒料的流变行为和热性能，包括粘度，熔融温度，结晶度和分解温度，这是制造长丝原料的重要参数。结果表明，在加工温度中，添加10wt％的滑石含量促进了粘度的增加。因此，生产出具有良好流动性的纯净PA6和PA6 / talc5，然后通过拉伸和弯曲试验对其进行评估。值得注意的是，滑石粉的引入增加了PA6基丝的直径常数和形状稳定性。此外，还发现PA6和Pa6 / talc5丝均显示出优于商用e-PA6同类产品的拉伸性能。特别是，PA6 /滑石粉长丝的最大拉伸屈服强度为67.1 MPa，模量为3.10 GPa。最后，使用实验室制造的PA6，PA6 / talc5和市售e-PA6细丝，通过FDM成功印刷了可膨胀的格子部件，并且PA6 / talc5具有出色的负载和能量吸收能力。发现PA6和Pa6 / talc5丝均显示出比市售e-PA6同类产品更高的拉伸性能。特别是，PA6 /滑石粉长丝的最大拉伸屈服强度为67.1 MPa，模量为3.10 GPa。最后，使用实验室制造的PA6，PA6 / talc5和市售e-PA6细丝，通过FDM成功印刷了可膨胀的格子部件，并且PA6 / talc5具有出色的负载和能量吸收能力。结果发现，PA6和Pa6 / talc5丝均显示出优于商用e-PA6同类产品的拉伸性能。特别是，PA6 /滑石粉长丝的最大拉伸屈服强度为67.1 MPa，模量为3.10 GPa。最后，使用实验室制造的PA6，PA6 / talc5和市售e-PA6细丝，通过FDM成功印刷了可膨胀的格子部件，并且PA6 / talc5具有出色的负载和能量吸收能力。
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