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Experimental Study of the Effects of Extrusion Width, Layer Height, and Printing Speed on Deformation Value in 4D-Printed Polylactic Acid Rectangular Specimens

  • 31.10.2025
  • Original Research Article

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Abstract

Four-dimensional (4D) printing of shape memory polymers like polylactic acid (PLA) enables smart devices; however, accurately predicting their deformation value remains a challenge due to the complex influence of printing parameters. This study investigates the effects and interactions of three key printing parameters—extrusion width, printing speed, and layer height—on the deformation value behavior of 4D-printed PLA. A Central Composite Design (CCD) guided the experimental design, and Response Surface Methodology (RSM) was used to develop a predictive regression model. Results revealed that extrusion width was the most significant factor (34.2% contribution). An optimal parameter combination (extrusion width: 0.4 mm, speed: 107.68 mm/s, layer height: 0.107 mm) was identified, achieving a deformation value of 49.62 mm with a negligible 0.57% error from the model's prediction. This work provides a validated framework for optimizing 4D printing parameters, advancing the development of programmable smart structures for biomedical and aerospace applications.

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Titel
Experimental Study of the Effects of Extrusion Width, Layer Height, and Printing Speed on Deformation Value in 4D-Printed Polylactic Acid Rectangular Specimens
Verfasst von
Behnam Akhoundi
Publikationsdatum
31.10.2025
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Engineering and Performance
Print ISSN: 1059-9495
Elektronische ISSN: 1544-1024
DOI
https://doi.org/10.1007/s11665-025-12575-7
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    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen. 

    Bildnachweise
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