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Enregistrement W7116042757 · doi:10.82417/83g7-qz43

Impact of nozzle length and extrusion speed on tensile properties of FFF-printed filaments

2025· other· en· W7116042757 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueEspace ÉTS (ETS) · 2025
Typeother
Langueen
Domaine
Thématique
Établissements canadiensÉcole de Technologie Supérieure
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésExtrusionFused filament fabricationUltimate tensile strengthNozzlePolymerProtein filamentDie (integrated circuit)Thermoplastic

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Fused Filament Fabrication (FFF), also known as Fused Deposition Modeling, is the most widely used additive manufacturing technique. This process involves the extrusion of a thermoplastic polymer through a heated, movable nozzle, depositing filaments layer by layer to build a part. Despite its widespread growth across industries, FFF adoption remains limited in applications requiring high-performance components. Strength reduction in FFF-printed parts is primarily attributed to poor interfacial bond quality (caused by rapid cooling rates and low interlayer pressure) and the meso-scale effects of extruded filament geometry, including void formation between filaments. While these factors have been extensively studied, the influence of the extrusion process on the extruded filaments themselves, the fundamental building blocks of the final part, remains largely underexplored. This complex extrusion process involves several key phenomena, including polymer chain alignment, followed by chain relaxation upon exiting the nozzle, resulting in a behavior known as die swell. While challenging to model, this process can be studied experimentally. Nozzle length and extrusion speed are key parameters that significantly impact the extent of chain alignment inside the nozzle. In this study, Polylactic acid (PLA) filaments were extruded through nozzles with two different lengths (13 mm and 20 mm) and at two extrusion speeds (5 mm/s and 10 mm/s), followed by mechanical testing to assess their tensile behavior. The results indicate that while the ultimate tensile strength remains unchanged, the filaments become significantly more brittle at higher extrusion speeds, exhibiting a reduced strain at break by up to 70%. To further investigate this behavior, Differential Scanning Calorimetry was performed to assess potential differences in the microstructure. The results showed a similar overall degree of crystallinity (~20%), with a slight decrease in the first melting peak observed for filaments extruded at higher speeds. Additionally, confocal laser microscopy was employed to analyze the surface roughness of the filaments, which is influenced by extrusion instabilities. The surface roughness decreases with longer nozzle lengths, which could potentially improve interfacial bond quality by providing better filament contact during deposition. These findings highlight that small variations in extrusion conditions can significantly affect the extruded filament properties. This underscores the importance of further exploring the properties of extruded filaments to develop a more comprehensive understanding of the factors that influence final part quality in FFF printing.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: Autre
Score de désaccord entre enseignants0,188
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,276
Écart entre enseignants0,256 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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