高分子3D打印材料和打印工艺

3D打印技术亦称为增材制造,是基于三维数学模型数据,通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术。3D打印技术与传统材料加工技术相比有许多突出的优势,吸引了国内外工业界、投资界、学术界、新闻媒体和社会公众的热切关注。目前制约3D打印技术发展的因素主要有两个:打印工艺和打印材料。高分子聚合物在3D打印材料中占据主要地位。介绍了当前3D打印常用的高分子材料(热塑性高分子和光敏树脂)和与之相适应的打印工艺(FDM、SLS、SLA、Polyjet等),并对它们的特性和优缺点进行了评述,讨论了这些3D打印材料和工艺的开发面临的问题和挑战。     

三维立体打印织物的制备及其拉伸性能

将3D打印技术引入到纺织技术应用领域,生产三维立体打印织物。利用自主设计的3D打印机,通过Solidworks三维建模、模型分层处理、生成扫描路径逐层打印堆积成型的过程试织了平纹结构的三维立体织物试样,并从经向方向测试了其拉伸力学性能。试验结果表明:三维立体打印织物与普通织物类似,试样在拉伸初始阶段属于力学高模量区,经向伸长缓慢。三维立体打印织物的拉伸破坏过程不是同时发生,首先在织物熔融凝结固着点的最弱处断裂,应力集中后结构遭到破坏,试样断裂。     

3D打印技术在展示设计模型定制化中的应用研究

目的 对3D打印技术在展示设计模型定制化中的应用进行探讨与研究,总结具体实施方法,达到普及3D打印技术并将其服务于展示设计模型定制化的目的。方法 本文采用调查法、观察法、实验法。调研3D打印技术及相关服务行业,了解模型制作在展示设计专业起到的关键性作用,以及传统展示设计模型制作的局限和不足。以3D打印技术为基础,观察、分析该技术在展示设计模型定制化中的优势特征;通过在展示设计的作品中运用三维数字建模结合3D打印技术的方法,定制了用传统模型制作方式几乎无法实现的,有大量弧度曲度的复杂造型的模型,总结出定制化设计的程序方法。结论 3D打印技术拓展了模型定制化的视觉效果和精细程度,让展示设计模型摆脱了传统制作手段繁琐的束缚,体现出制作工序简单、使用方便快捷、造型精准、成本可控等优势特征,因此3D打印技术将成为展示设计模型定制化未来发展的主要形式,研究其应用具有重要的理论与实践意义。     

人体植入医用材料的3D打印技术研究进展

3D打印技术是一种与传统制备方式完全不同的新兴技术,是基于三维数学模型,通过逐层增加材料来实现成型的技术。3D打印技术在个性化设计以及复杂结构产品制备方面具有独特的优势,在人体植入物的结构设计和制造领域具有巨大潜力和研究价值,吸引了国内外工业界、医学界和社会媒体的广泛关注。目前制约该技术发展的主要因素是可打印材料种类有限。综述了几种人体植入医用材料及其3D打印成型技术,如骨支架、心脏血管支架以及药物定向运输材料的3D打印制备技术,并分析了以上技术各自的特点。最后结合各种3D打印成型技术的特点以及几个应用案例,对3D打印在人体植入物医学领域的发展进行了展望。     

3D打印成型技术人才培养模式探索

3D打印技术，又称为三维打印技术，是指通过可以打印出三维真实物体的打印机来实现立体打印，是正在迅猛发展的一项集光、机、电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术，被称为引领第三次工业革命意义的制造技术。美国《时代》周刊已将3D打印列为“美国十大增长最快的工业”。早在上世纪80年代，关于3D打印的研究就已经开始，只不过3D打印过高的成本，打印每克成本10-100元使其目前只局限于工业领域，例如航天航空和汽车制造。让3D打印成本低廉化、技术普及化、产品量产化是3D打印目前最大的挑战。     

基于UV油墨的3D地形图呈现

根据地形图的特点及UV油墨快速干燥的特性,提出一种运用3D建模和分层设色的方法,并通过实验,完成了中国台湾省主岛部分3D地形图的打印.选择台湾省主岛部分等高线图,在图形处理软件中,根据其高程,提取多幅等高线矢量图;根据墨层厚度与打印层数的定量关系,得到实际海拔高度与打印层数的对应关系,再根据等高线分层设色原理,设计分层设色对应表,并设定适当的比例尺,确定打印方案;使用喷墨打印机,打印得到具有一定立体感的3D彩色地形图.实验结果表明：根据UV油墨快速干燥的特点,使用UV喷墨打印机,可以打印得到具有立体效果的3D彩色地形图.     

金属3D打印技术及其专用粉末特征与应用

3D打印技术提供了一种先进的制造方法,实现了从3D计算机模型出发直接制造复杂形状的工件。其中,金属3D打印技术在生物医疗、航空航天、自动化、汽车零部件、军工等领域的有效应用得到了印证。介绍了金属3D打印技术的基本情况和金属3D打印专用金属粉末特征,简述了金属粉末的分类及应用,并对金属3D打印技术存在的问题和面临的挑战与机遇进行了分析。     

MakerBot3D打印机虚拟装配系统的设计与实现

目的满足新产品的研发、后期维护以及操作培训等方面的需求。方法选用型号为Makerbot Replicator2的3D打印机为例,通过实际测量在三维建模软件SolidWorks中进行精确建模,之后利用3dsMax进行模型优化,最后导入到VRP完成虚拟装配系统制作。结果该系统能够展示整个3D打印机的内外部结构和装配过程。结论将虚拟装配技术与3D打印机相结合,能够以数字化的形式呈现3D打印机的整体结构和功能,而不必再受客观条件的制约,为工业产品的设计、完善、维护和管理提供了一种崭新的方式,对市场现有的3D打印机具有一定的适用性。     

3D打印用金属粉末球形度分析方法

采用扫描电镜背散射电子模式对3D打印用的金属粉末进行形貌观察,并结合图像分析软件分析其球形度。结果表明:采用图像分析软件对3D打印用金属粉末图片进行识别时,扫描电镜背散射电子模式图片优于二次电子模式图片;对于粒形较差的3D打印金属粉末,可在图像分析软件对图片颗粒自动识别后,再进行手动分离,以提高金属粉末球形度分析的准确性。     

家庭3D打印机维护与故障解决方法

家庭3D打印机在使用过程中比较容易出现各种机械故障或打印质量下降等现象,使用者必须掌握一些3D打印机维修维护方法才能保证打印出完美的三维模型,更好地体验3D打印的乐趣。针对主要零部件包括打印平台、打印喷头、加热器、冷却风扇、送丝机、皮带、Z轴丝杆等的常见故障,基本涵盖了3D打印机经常出现的所有故障问题及影响打印质量的各种因素,详细阐述了机械故障维修方法,并全部经过实际验证,简单易行便于操作,具有极强的实用性和参考性。     

基于情境分类的3D打印交互信息模型构建

目的基于复杂情境中交互信息的属性与表征,为平台化编辑型软件设计提供一种复杂信息的分类与组织方法。方法从交互设计角度,运用文献研究、比较分析法以及案例推理法,对复杂情境中的交互信息进行属性与表征分析,比较不同角度中情境建模思路的差异性,并构建以交互设计角度为切入点的情境模型,最后通过笔者参与的设计实践进行实例验证。结果通过情境建模,可以看出复杂情境信息一般分为内容与流程两种属性,同时也存在属性的交叉,其中内容层面的非结构化信息为设计的重点。结论通过实例验证来看,基于复杂情境的交互信息模型可以将设计信息进行有效分类组织,为基于3D打印的平台化编辑型软件的设计与开发提供了一种辅助设计思路。     

3D打印技术探究

3D打印技术是将三维数字模型分解成若干层平面切片,然后由3D打印机把粉末状、液状或丝状可粘合材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整物体的技术。文章对3D打印的技术原理、步骤、常用材料、主要技术、发展及建议进行了深层次的探讨。与传统制造技术相比,3D打印技术有很多优势,目前已广泛应用于建筑、工业设计等领域。该技术将会带来全球制造业经济的重大变革。     

3D打印技术对工业产品形态的影响分析

目的 给处于发展瓶颈中的工业产品企业和传统工艺作坊,提供产品形态创新发展的思路。方法 以部分行业领域的3D打印创新作品为例,通过对案例中的3D打印技术创新进行介绍与其社会价值进行分析,得出3D打印工业产品形态的主体框架一体化趋势、产品形态轻量化趋势和产品造型多样化趋势。 结论 未来的定制化3D打印工业产品,将会呈现出更多个性化的形态,对于处于发展瓶颈的工业产品企业与传统手工艺作坊来说,需要用互联网思维认识和思考3D打印技术对产品形态的影响,结合民生需求,通过3D打印技术创新,赋予产品更多的形态可能,从而焕发新生。     

在三维CAD软件中建立空间几何元素模型的研究

在三维CAD软件中对空间几何元素建立模型是解决工程领域空间问题的基础,本文对各种空间几何元素提供了多种建立模型的方法.每种三维CAD软件对于建立空间平面、空间直线、空间曲线的模型都提供了简单方便的方法,但是建立空间曲面的模型则要比建立其它空间几何元素的模型更加复杂和困难.CAXA实体设计是国产的三维CAD软件,在该软件...     

3D打印的文创产品设计定制化服务研究

目的 借助3D打印技术优势,建立众创式设计、分布式生产、定制化消费的新型网络化服务平台。方法 分析3D打印设备技术的特点与文创产品的个性化需要,构建以文创产品为例的3D打印定制化服务设计系统。结果 通过服务设计以及服务流程中涉及到的软硬件产品设计,实现3D打印技术在社会服务方面的广泛应用,为3D打印制造企业的创新提供思路,注入活力。结论 用小体量、生活化的定制化服务设计3D打印文创产品,不断挖掘、开发中国优秀传统文化资源,用创新设计手段,继而保护、传承优秀传统文化,并推动产业发展,促进经济增长。     

3D printing in X-ray and Gamma-Ray Imaging: A novel method for fabricating high-density imaging apertures

Advances in 3D rapid-prototyping printers, 3D modeling software, and casting techniques allow for cost-effective fabrication of custom components in gamma-ray and X-ray imaging systems. Applications extend to new fabrication methods for custom collimators, pinholes, calibration and resolution phantoms, mounting and shielding components, and imaging apertures. Details of the fabrication process for these components, specifically the 3D printing process, cold casting with a tungsten epoxy, and lost-wax casting in platinum are presented.     

3D Printed Photoresponsive Devices Based on Shape Memory Composites

Compared with traditional stimuli‐responsive devices with simple planar or tubular geometries, 3D printed stimuli‐responsive devices not only intimately meet the requirement of complicated shapes at macrolevel but also satisfy various conformation changes triggered by external stimuli at the microscopic scale. However, their development is limited by the lack of 3D printing functional materials. This paper demonstrates the 3D printing of photoresponsive shape memory devices through combining fused deposition modeling printing technology and photoresponsive shape memory composites based on shape memory polymers and carbon black with high photothermal conversion efficiency. External illumination triggers the shape recovery of 3D printed devices from the temporary shape to the original shape. The effect of materials thickness and light density on the shape memory behavior of 3D printed devices is quantified and calculated. Remarkably, sunlight also triggers the shape memory behavior of these 3D printed devices. This facile printing strategy would provide tremendous opportunities for the design and fabrication of biomimetic smart devices and soft robotics.     

基于参数化的个性3D打印产品设计研究

目的 基于用户调研,研究参数化设计结合3D打印技术在个性化智能手环表带定制设计的可行性.方法 首先阐释了国内外参数化设计研究的现状,通过解析参数化风格和相关产品案例明晰了参数化与产品设计的关系,进而总结了参数化个性定制的内涵;通过用户调研提出了参数化设计中参数的获取及参数逻辑关系建立的设计流程和设计任务;通过Rhino软件中Grasshopper的参数建模功能,从用户需求着手完成了设计实践,最终打印了3D实物模型,完成了对设计方案的评价.结果 基于用户参与情境下的参数化设计,在产品开发流程及方案呈现中能较好地体现个性化的用户需求.结论 参数化设计体现了个性化产品的设计思想,借助3D打印等增材制造技术,让这一效果得到了强化.参数化设计中的个性体现取决于数据的获取和数据逻辑关系的构建,而这可以从用户调研的结论中进行总结和提取.参数化设计、3D打印技术与个性化需求三者缺一不可,既互为驱动又相互制约.