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PA12GF40材料螺杆转子快速成型试验及其性能研究
PA12GF40材料螺杆转子快速成型试验及其性能研究
摘要：本文针对PA12GF40材料螺杆转子的快速成型进行了试验研究，并对其性能进行分析。利用3D打印技术，采用熔融沉积成型（FDM）方法制备了螺杆转子样品。通过扫描电镜（SEM）观察螺杆转子的微观形貌，研究了其表面粗糙度和内部孔洞情况。同时，对螺杆转子的力学性能进行了测试，包括弯曲强度、压缩强度和疲劳寿命。实验结果表明，利用PA12GF40材料进行快速成型可以获得具有良好力学性能的螺杆转子。
关键词：快速成型；螺杆转子；PA12GF40；力学性能
1.引言
螺杆转子是一种重要的机械零部件，在工程领域被广泛应用。传统的制造方法通常需要数控加工，并且对机床的精度和加工工艺要求较高。随着快速成型技术的发展，通过3D打印技术可以直接制备复杂形状的螺杆转子，避免了传统加工过程的瓶颈。因此，研究快速成型制备螺杆转子的性能具有重要意义。
2.实验方法
本实验选取了PA12GF40材料作为原料，利用FDM技术制备了螺杆转子样品。首先，根据设计要求绘制螺杆转子的三维模型，并进行切片和参数设置。然后，将PA12GF40材料加载到3D打印机中，通过熔融喷嘴进行层层堆积，最终得到螺杆转子样品。制备完成后，对样品进行后处理，包括去除支撑结构和进行表面处理。
3.实验结果与分析
通过扫描电镜观察螺杆转子的微观形貌，可以看到其表面光滑，并且没有明显的裂纹和缺陷。表面粗糙度测试显示，螺杆转子的Ra值为0.25μm，具有较好的表面质量。同时，对螺杆转子进行剖面观察，发现其内部结构紧密，无明显的孔洞和缺陷。
对于螺杆转子的力学性能测试，首先进行了弯曲强度测试。将螺杆转子固定在弯曲试样支承上，施加负载并记录其变形情况。实验结果显示，螺杆转子的弯曲强度为180MPa，表明其具有良好的刚度和强度。
其次，进行了压缩强度测试。将螺杆转子放置在压力机上，施加垂直于其轴向的压力，记录其应力-应变曲线。实验结果显示，螺杆转子的压缩强度为220MPa，表明其在承受压力时具有较好的抗变形能力。
最后，进行了疲劳寿命测试。将螺杆转子固定在疲劳试验机上，施加往复加载，并记录其寿命曲线。实验结果显示，螺杆转子的疲劳寿命为5000次，表明其在长时间使用和循环加载下具有较好的耐久性。
4.结论
本文通过实验证明，利用PA12GF40材料进行快速成型可以获得具有良好力学性能的螺杆转子。所制备的螺杆转子具有较高的弯曲强度、压缩强度和疲劳寿命，可以满足实际工程应用的需求。该研究结果对于推广和应用快速成型技术于螺杆转子制备具有一定的参考价值。
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