Tensile strength of partially filled FFF printed parts: meta modelling
Notice bibliographique
Résumé
Purpose This paper aims to investigate the tensile strength of partially filled fused filament fabrication (FFF) printed parts with respect of cross-sectional geometry of partially filled test pieces. It was reported in the authors’ earlier work that the ultimate tensile strength (UTS) is inversely proportional to the cross-sectional area of a specimen, whereas the number of shells and infill density are directly proportional to the UTS with all other parameters being held constant. Here, the authors present an in-depth evaluation of the phenomenon and a parametric model that can provide useful estimates of the UTS of the printed part by accounting for the dimensions of the solid floor/roof layers, shells and infills. Design/methodology/approach It was found that partially filled FFF printed parts consist of hollow sections. Because of these voids, the conventional method of determining the UTS via the gross cross-sectional area given by A = b × h, where b and h are the width and thickness of the printed part, respectively, cannot be used. A mathematical model of a more accurate representation of the cross-sectional area of a partially filled part was formulated. Additionally, the model was extended to predict the dimensions as well as the lateral distortion of the respective features within a printed part using input values from the experimental data. Findings The result from this investigation shows that to calculate the UTS of a partially filled FFF part, the calculation based on the conventional approach is not sufficient. A new meta-model is proposed which takes into account the geometry of the internal features to give an estimate of the strength of a partially filled printed part that is closer to the value of the strength of the material that is used for fabricating the part. Originality/value This paper investigates the tensile strength of a partially filled FFF printed part. The results have shown that the tensile strength of a partially filled part can be similar to that of a solid part, at a lower cost: shorter printing time and lower material usage. By taking into account the geometries within a printed part, the cross-sectional area can be accurately represented. The mathematical model which was developed would aid end-users to predict the tensile strength for a given set of input values of the process parameters.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».