陶瓷挤出和喷射增材制造技术研究进展

增材制造技术被认为是解决复杂结构陶瓷零部件制造的有效新途径之一.其由点-线-面-体累加成型的制造过程还为具有特殊宏微观结构的陶瓷零部件赋予了一体化的结构功能特性.综述了熔融沉积造型、挤出直写、喷墨打印以及粘接剂喷射等四种基于挤出或喷射成型原理的陶瓷增材制造技术的历史起源、工作原理、原材料制备以及打印工艺研究等内容,并结合研究实例探讨打印件性能与应用研究.通过不同技术的特点对比,提出目前陶瓷挤出喷射增材制造技术面临的主要挑战并进行了展望.     

气压与螺杆挤出复合型陶瓷无模直写系统开发

针对90%以上的高固相质量分数陶瓷流体无模直写成型难的问题,对增材制造在陶瓷无模直写中的研究应用进展进行了归纳,对高固相质量分数的陶瓷流体的流变特性、挤出螺杆的结构设计等方面进行了理论分析,提出了一种气压与螺杆挤出复合型陶瓷无模直写系统。首先,根据非牛顿流体的流变特性,设计旋转螺杆提供向下推力,并可实现流体搅拌,去除了陶瓷流体内气泡的同时使其保持均匀;其次,根据增材制造的技术原理,完成了直写成型系统软件和硬件的开发,并搭建了直写成型平台;最后,对陶瓷无模直写成型中的木堆结构进行了打印测试。研究结果表明:所开发的直写系统能够实现高固相质量分数陶瓷流体的直写成型。     

陶瓷快速成型技术研究现状与展望

概述了增材制造对比传统陶瓷加工的优势,阐述了陶瓷3D打印技术的工艺原理、成型特点,介绍了国内外陶瓷3D打印技术的发展现状、最新成果及目前存在的问题和技术难点,对技术发展趋势、研究方向和应用前景作出展望。     

基于熔模铸造的DLP光固化增材制造装备的研制

文章将DLP光固化成型技术与熔模铸造工艺相结合,研制了适用于陶瓷浆料打印的光固化增材制造装备。以实现DLP光固化成型工艺参数：曝光时间、曝光层厚及曝光强度等为设计出发点,合理设计光固化打印机的选型及零部件布置,验证最佳工艺参数,确定了设备最佳曝光时间为30～35 s;最佳打印曝光层厚为0.1 mm。     

机械臂3D打印技术及系统的试验研究

3D打印技术多以单材均质为基础,开展金属、塑料等零部件的快速成型制造。在此基础上,发展了激光近净成形、熔融挤出成型、选择性激光烧结(熔化)、立体光刻等3D打印工艺和装备。论文以流体挤出成型和激光烧结为基础,结合工业机械手6自由度的空间特性,初步搭建了机械臂3D打印系统;对该系统构成做出了简要介绍,分析了该系统的数据链与数据模型的坐标转换;对电气性能器件常用材料导线银、树脂基复合材料、硅酮橡胶、碳化硅陶瓷等的成型工艺进行了初步探索,为下一步制造出具备电气性能的功能结构化器件与进行曲面3D打印的研究打下基础。     

增材制造中空风冷板工艺设计与试验

为了验证增材制造技术对复杂中空风冷板的可行性,对中空风冷板模型增材制造工艺性、增材制造打印成型工艺性和粉末选择进行了分析对比。文中优选成熟AlSi10Mg铝合金打印参数完成中空风冷板的成型,并对随炉打印的试样力学性能和表面处理防护性能进行了试验验证。试验结果表明,增材中空风冷板性能可以满足产品设计使用要求。     

应用于3D打印航空金属零部件的表面加工工艺研究进展

3D打印(增材制造)技术以其能够快速成型,对于结构复杂零部件的制造更有优势而受到航空企业重视。3D打印工艺逐层生长的特点,造成了打印出来的零部件表面粗糙度较差,很多部件必须经过后续表面加工才能达到应用要求。概述了3D打印技术在航空制造业中的应用,3D打印零部件应用面临的难题以及目前常用的表面加工工艺,重点论述了机械抛光、化学抛光、磨粒流抛光、激光抛光和电化学抛光工艺,对目前3D打印零部件常用的表面加工工艺做了比较和归纳。     

新工科背景下增材制造技术课程的教学探索与实践

随着我国向制造强国加速转变,对增材制造人才的需求急剧增加,也对新工科背景下高校增材制造专业人才的培养提出了新要求。目前国内高校在增材制造教学方法和教学资源方面处在快速发展阶段,涉及的授课方法及实验环节需要进一步探究。该文提出增材制造技术课程五步教学方式,包括课堂教学、行业专家讲座、实验室培训、3D打印实践和结果分析总结。分析了增材制造数字化辅助教学的特点,给出了新工科背景下课程的目标与任务,介绍了增材制造技术的基本原理、分类及区别,面向工程专业学生重点教授选择性激光烧结、熔融沉积、电喷打印、双光子聚合等增材制造技术。邀请了增材制造行业或学术圈专家,从不同视角向学生介绍增材制造发展动态、国际前言技术、与增材制造相关的材料表征技术。依托授课教师科研项目,选择电喷打印技术为学生提供实验条件,讲解电喷打印技术的预处理、打印成型和结构表征,引导学生将实验结构与分析测试撰写出报告,以锻炼学生的表达能力。旨在探讨增材制造技术课程教学中的授课思路和实验实践,为新工科教学改革实践提供有益参考。     

挤出成形3D打印机扫描速度与挤出速度实时匹配的研究

自由挤出成形(Extrusion free-forming, EFF)是对封装在料筒内的浆料施加外部载荷,迫使其通过微小流道挤出,并在X、Y平面上进行逐层堆积的3D打印增材制造技术。利用挤出成形技术可实现陶瓷制件的直接打印制造,打印过程中,成形平台在路径拐点处的光滑过渡、材料挤出速度与成形平台扫描速度的实时匹配是提高制件成形精度的重要方法之一。本文通过对依据扫描路径信息进行实时速度匹配算法的研究,建立了以STM32为核心,可以实现扫描速度预规划、挤出速度与扫描速度实时匹配的控制系统,从而为提高陶瓷制件成形精度提供一定借鉴价值。     

陶瓷增材制造技术在齿科领域的应用现状

陶瓷材料因其生物相容性、化学稳定性、机械强度和美学特性而广泛用于牙科领域,以修复、替换受损或缺失的牙齿.但是,陶瓷产品在加工生产方面存在一些问题,需要对生产过程进行非常严格的控制,才能获得具有足够机械性能的牙齿件.增材制造是一项新兴技术,该技术能够以可持续、更经济的方式生产定制复杂的齿科产品.尽管增材制造前景非常光明,但目前陶瓷增材制造齿科材料的研究仍不足,需要做进一步的工作才能使其广泛应用于齿科领域,因此综述了陶瓷材料增材制造在牙科领域的应用现状,介绍了主要的可打印材料、最常用的技术以及应用案例,并总结了齿科陶瓷增材制造发展面临的挑战.