Brittle or Ductile? Effects of Print Orientation and Raster Angle on Polylactic Acid (PLA) Fused Filament Fabrication (FFF) Tensile Samples
Notice bibliographique
Résumé
The automotive industry leverages Fused Filament Fabrication (FFF) -based Additive Manufacturing (AM) to reduce lead time and costs for prototypes, rapid tooling, and low-volume customized designs. This paper examines the impact of print orientation and raster angle on the tensile properties of Polylactic Acid (PLA), selected for its ease of use and accessibility. Dog bone samples were designed to the ASTM D638 tensile testing standard and printed solid with a 0.2 mm layer height, two outer walls, and varying raster-fill angles, with layers alternating by 90°. Testing was conducted on the MTS Criterion Model 43, 50 kN system. Varying print orientation along the X and Y axes (double angle builds) produced a Young's modulus (YM) range of 0.7519, reflecting a 34.42% increase between the witnessed minimum and maximum values. These builds exhibited more brittle behavior than most single angle builds, except for X10 Y10 Z0 at a 45° raster (the lowest recorded YM) and X0 Y15 Z0 at a 30° raster (the highest recorded YM). The same build orientation (X0 Y15 Z0) with varying raster angles between 0°-90° resulted in a yield stress range between 2.53 and 3.31 kN/mm2. These findings show that strategic build parameter configuration enables PLA to exhibit both flexible and rigid characteristics. Therefore, when creating AM solutions, Design for Additive Manufacturing (DfAM) and material selection are important, but slicing parameters also play a crucial role in determining a part's final mechanical properties. These findings lay the groundwork for applying this experiment methodology to other thermoplastics commonly used in the automotive industry, such as ABS and Nylons. This research aims to provide detailed experimental data, highlighting extreme values and uncertainties in the tensile strength of FFF samples. Understanding how build orientation influences part strength can help engineers optimize performance and predict failure modes.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».