Fused filament fabrication (FFF) with filled polymers has grown popularity due to the improved material properties. However, nozzle clogging is observed for higher filler contents, resulting in a failed print. Based on the flow behavior and filler orientation in an FFF nozzle, an experiment varying nozzle diameter, filler size, resin viscosity, and volume content is designed. Clogging of sphere-filled and fiber-filled polymers is investigated in a custom nozzle flow test device (NOFT). The ratio between nozzle diameter and filler diameter was found to have the highest effect on nozzle clogging. Sphere-filled polycarbonate was found to clog for ratios $\frac{D}{d}\leqq6.2$. A distribution in the ratio of Stokes‘s drag force to extrusion force was found to describe intermittent clogging of sphere-filled polymers. The flow behavior in an FFF nozzle was investigated with respect to nozzle diameter, filler size, resin viscosity, and volume content. A viscosity model to predict material printability was derived, based on the observations of the different factors studied and the required volume flow rate.
충전된 고분자를 이용한 융합 수지 압출 적층 조형 기술(FFF)은 개선된 물성으로 인해 인기를 얻었습니다. 하지만, 필러의 내용물이 많으면 노즐 막힘 현상이 나타나게 되어 인쇄가 정상적으로 되지 않습니다. 고분자의 유동성과 FFF노즐 내에서의 충전재의 방향성에 기반을 두어 노즐직경, 충전재의 크기, 레진의 점도, 그리고 부피당 레진의 함량을 바꾸는 실험을 설계하였습니다. 구형과 섬유형태로 충진 된 중합체의 막힘은 주문 제작된 노즐 유동 실험 장치(NOFT)에서 확인되었습니다. 노즐 직경과 필러의 직경 사이의 비율이 노즐 막힘에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다. 구체로 채워진 폴리카보네이트는 $\frac{D}{d}$ 비율이 6.2 이하일 때, 막힘 현상이 일어났습니다. 유체의 점성에 의한 항력 대 압출력의 비율분포가 구형으로 충진된 고분자의 간헐적인 막힘 현상을 설명해내었습니다. FFF노즐에서의 유체거동은 노즐 직경, 충전재 크기, 레진 점도, 부피당 레진함량에 관해 조사했습니다. 연구 된 다양한 요인의 관찰 및 필요한 체적 유량에 기초하여 재료의 인쇄 가능성을 예측하는 점도 모델을 도출했습니다.
