熔融沉积3D打印设备研究进展

阐述了3D打印技术的种类,介绍了熔融沉积成型(FDM)技术的原理、特点及其目前存在的问题;从控制方法(温度控制、运动控制、路径控制)和运动机构(送料机构、喷嘴、运动机构)两个方面系统综述了国内外FDM 3D打印设备的最新研究进展;最后,指出了目前FDM 3D打印设备所面临的挑战及需要解决的问题,展望了FDM 3D打印设...     

熔融沉积法3D打印制备多孔氧化锆陶瓷

以氧化锆粉为主要原料,采用基于螺杆挤出的熔融沉积法在4种打印路径(单线、网格、单线+矩形、网格+矩形)下3D打印制备了孔隙率均分别为15%、25%、35%、45%的多孔氧化锆陶瓷。对多孔陶瓷的孔壁、打印层间结合、孔结构等进行了显微结构分析,并检测压缩强度。结果表明：1)采用熔融沉积法可以3D打印制备孔壁结构致密、孔形状保持良好的多孔陶瓷;2)低孔隙率时,多孔氧化锆陶瓷的应力-应变曲线呈弹性阶段,无坍塌阶段,随着孔隙率升高,出现明显的坍塌阶段;3)在相同孔隙率下,混合路径制备的多孔陶瓷的压缩强度比单一路径的更高,当孔隙率为15%时,单线+矩形路径打印的多孔陶瓷的压缩强度最高,达到271 MPa。     

填充结构对熔融沉积3D打印制件拉伸性能的影响

为提高熔融沉积3D打印制件的拉伸性能,通过熔融沉积3D打印工艺制作哑铃型试样,探究填充结构对3D打印制件拉伸性能的影响。结果表明,根据平面线型及空间特征,熔融沉积3D打印制件的填充结构分为三类：平行线型填充、立体单元型填充和网格线型填充;其中,平行线型填充结构中与拉伸方向一致的填充线条(丝材本体)数量影响了3D打印制件的拉伸性能,填充线条数量越多,制件的强度和刚度越大;立体单元型填充结构中的立体单元数量影响了3D打印制件的拉伸性能,立体单元的数量越多,制件的强度和刚度越大;网格线型填充结构中的网格密度影响了3D打印制件的拉伸性能,网格密度越大,制件的强度和刚度越大;相同工艺参数条件下,平行线型填充结构的比强度和比刚度最大,拉伸性能最强,立体单元型填充结构的拉伸性能次之,网格线型填充结构的拉伸性能最弱。     

熔融沉积3D打印工艺参数对圆弧制件轮廓精度的影响

采用正交试验设计,进行了圆弧弦长、成型角度、打印层厚、填充密度及打印速比五个工艺参数对熔融沉积3D打印圆弧制件轮廓精度的测试和结果分析,确定了轮廓精度影响程度由强到弱依次为:打印层厚＞圆弧弦长＞打印速比＞成型角度＞填充密度,其中打印层厚影响水平显著.在试验范围内,圆弧弦长8 mm,成型角度60°,打印层厚0.1 mm,...     

熔融沉积成型与注塑成型聚乳酸产品力学性能对比

通过挤出成型制备聚乳酸(PLA)线材,采用熔融沉积方法制备标准拉伸试样,对比熔融沉积成型(FDM)与注塑成型对PLA产品力学性能的影响。研究结果表明:PLA打印产品的拉伸强度较注塑成型下降了31.9%,然而其断裂伸长率相对提升了186%;3D打印产品结构对产品力学性能有一定影响,沉积丝的拉伸应变主要是由产品内部结构的弯曲变形引起的;打印线材的形状对拉伸形变和弯曲形变几乎没影响。     

混凝土3D打印材料及3D打印模板技术应用进展

混凝土3D打印是现代数字化制造的典型代表,因其智能化、个性化、绿色建造的工艺优势受到广泛关注。作为一种新型建造方式,3D打印为建筑业带来了颠覆性的影响,并对传统混凝土材料提出了全新的挑战。如何提升混凝土材料与3D打印技术的适应性,实现3D打印技术在建筑中的广泛应用是人们普遍关注的焦点。本文概述了混凝土3D打印技术的发展历程,系统论述了混凝土3D打印材料在流变性、可挤出性、可建造性以及力学性能方面的研究现状,同时,介绍了3D打印模板技术在装饰及异型构筑物上的典型应用,以期为混凝土3D打印的研究与未来工程发展提供一定的参考与借鉴。     

打印方式对熔融沉积成型制品性能的影响

通过挤出成型制备了可用于熔融沉积成型(FDM)的聚乳酸(PLA)/麦秸粉复合线材,然后打印成标准测试样条。研究了填充密度、层厚、打印速度、温度对3D打印制品的密度、打印时间、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度以及动态力学性能的影响。结果表明:当打印制品的填充密度从20%提高到100%时,可以获得更高的力学性能和模量,弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、储能模量分别提高了88.46%、44.20%、75.93%、43.39%,打印时间则延长了50.82%;当层厚从0.2 mm增加到0.7 mm时,制品的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别下降了42.01%、39.94%、44.27%,但打印时间缩短了70.65%;当打印速度从20 mm/s提高到60 mm/s时,制品的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别下降了33.52%、39.71%、37.14%,但打印时间缩短了43.75%;此外,温度的升高有利于制品层间的结合,当温度从190℃升至240℃时,制品的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别提高了55.82%、33.33%、25.08%,但对打印时间没有影响。     

聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展

综述了最近PLA材料在3D打印中的研究和应用进展。介绍了PLA的结构性质和合成方法,以及熔融沉积成型3D打印PLA材料的特性。重点介绍了最近3D打印PLA材料的改性和成型工艺研究。最后详细描述了3D打印PLA材料在生物医学领域中的应用进展,并对未来的发展方向和应用前景进行了展望。     

3D打印混凝土材料及混凝土建筑技术进展

3D打印是近年来发展起来的高新技术,已在机械制造等行业取得很大成功,在材料和建筑等领域也有所发展.本文在介绍通用3D打印技术进展的基础上,着重阐述了混凝土材料的传统施工工艺、国内外3D打印混凝土技术与其材料和施工工艺的发展现状,讨论了3D打印混凝土当前所面临的问题,并对3D打印混凝土提出了未来展望.     

3D打印技术在塑料工业中的应用

首先对3D打印技术进行讲解分析,并综合讲述其工业原理,分析3D打印技术在塑料行业各个方面的应用案例。通过将3D打印技术引入塑料工业,完善了产品开发的新程序及制造工艺,并能切实解决以往设计与制造方法中存在的资源浪费和能源消耗过度的问题,旨在通过本研究总结对实际生产制造提供一定的理论依据,并对3D打印技术的发展起到有益的促进作用。     

聚酰胺12制品3D打印成型力学性能研究

应用3D打印技术中的熔融沉积成型法(FDM)和选择性激光烧结工艺(SLS)制备聚酰胺12(PA12)试样,研究了3D打印中构建不同取向方式对PA12力学性能的影响。同时,将3D打印试样与传统注射成型试样对比,比较了两者的性能差异。结果表明,FDM技术中构建不同打印取向影响PA12制品的力学性能,与注射成型相比,FDM试样的拉伸强度可达注塑件的56.3 %左右,断裂伸长率约为注塑件的60.9 %;SLS技术中,不同打印取向对制品的拉伸强度无明显影响,其拉伸强度可达注塑件的90 %以上,但其断裂伸长率较低,不足注塑件的10 %。     

3D打印领域FDM专利申请现状浅析

熔融沉积成型缩写为FDM成型,属于3D打印领域一个重要分支,本文从全球专利申请总体趋势、地域分布、申请人排名、中国专利申请等各个方面分析了目前该领域专利状态,反映出FDM在全球具有较大的发展潜力。     

3D打印用高分子材料的研究与应用进展

3D打印技术属于快速成型技术的一种,被认为是第三次工业革命的核心技术之一,而3D打印材料是影响3D打印技术发展与应用的关键因素。综述了近年来3D打印用高分子材料的国内研究现状,归纳其应用情况,并对未来高分子材料在3D打印领域的发展进行展望。     

3D打印用聚丙烯复合材料的制备及性能研究

将碳酸钙和滑石粉按质量比为1∶1混合,与聚丙烯(PP)共混,制备可用于熔融沉积法(FDM)打印的PP材料,研究填料用量对3D打印试样力学性能和微观结构的影响。结果表明,随着填料用量的增大,3D打印制品的力学性能下降,PP材料的收缩率显著降低,试样内部纤维之间无空隙。当碳酸钙和滑石粉质量各占配方总质量的20%时,3D打印的PP制品性能最好。     

FDM 3D打印高分子材料改性及应用进展

熔融沉积制造(FDM)技术是3D打印领域应用最为广泛的类型之一。本文概括了基于FDM常用的高分子材料ABS,PLA和PCL特性以及其应用。综述了FDM技术在国内外的研究现状及取得成果,并对FDM打印技术进行了展望。     

喷墨打印技术在3D快速成型制造中的应用

3D打印成型技术具有成型速度快、设备操作简单、适合办公室环境,可多相实体结构成型等特点,相对于一般意义上的快速成型方法,具有精度高、周期短、设备针对面宽和环境友好等特点。尤其在快速建模,医学组织工程、生物制药等领域,显示出强大的发展潜力。综述了可在3D打印成型技术中应用的材料,如金属粉末、陶瓷材料、石膏、合成树脂和淀粉基材料等。分析了产业链组成,如设备制造、材料提供、软件提供、扫描设备提供和打印服务提供等。对其前景进行了进一步展望。     

3D打印成型工艺及其应用研究

从增材制造的实现原理出发,分析了当前几种主流三维（3D）成型工艺的技术特点、设备原理及实现流程。以工业级3D打印机为研究平台,将熔融沉积成型（FDM）工艺应用于复杂型腔结构和传动组件结构的快速成型,通过3D建模、数据转化、切片处理、工艺参数选择、模型包计算及工艺后处理等一系列环节的实践探索,明确了FDM成型工艺的技术原理与应用流程,并成功制作了丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）材质的3D打印模型。结果表明,复杂型腔零件切片厚度为0.254 mm、传动组件切片厚度为0.178 mm时,3D成型件具有理想的工艺精度和打印效率。     

3D打印零件的尺寸精度及控制

在大型零件的成形过程中,零件底部翘曲变形导致精度丧失是熔融沉积增材制造技术的一个突出问题。以熔融沉积成型（FDM）3D打印制件的底部翘曲变形为研究对象,建立了一种FDM翘曲变形的数学模型,通过标准正交试验设计研究喷嘴温度、分层厚度、托板温度、填充密度和堆积层数及断面长度对FDM 3D打印翘曲变形的影响,应用极差分析和方差分析得到了最优的工艺参数组合。研究结果表明,分层高度为0.2 mm,喷嘴温度为210℃,托板温度为55℃,填充率为40%,底层堆积层数为25层,断面长度为20 mm,此时翘曲变形量最小,为0.402 mm。对翘曲变形影响程度主次顺序为：分层厚度>堆积层数>喷嘴温度>断面长度>填充密度>托板温度。随着堆积层数的增加和断面长度的减小,翘曲变形量呈减小趋势。     

玻璃3D打印技术研究进展

3D打印是一种以数字模型文件为基础,运用计算机辅助逐层打印的方式构造三维物体的技术,近年来受到国内外的普遍关注,发展迅猛.介绍了3D打印玻璃技术的发展现状,内容包括熔融沉积、选择性激光烧结、立体光刻、数字光处理、墨水直写等玻璃3D打印技术,总结玻璃3D打印技术在各方面的应用,分析玻璃3D打印技术目前存在的问题,最后对玻...     

层间预熔温度对熔融沉积成型打印件力学性能的影响

以聚乳酸(PLA)为原料,通过对喷头装置进行改装,探究打印过程中,打印层预熔温度对垂直打印件层间结合强度及力学性能的影响。结果表明:随着预熔温度的升高,垂直打印件的最大拉伸强度呈先提高后降低的趋势,预熔温度为80℃时拉伸强度达到最大值,其平均强度可达到水平打印件的89.1%;而在无预热条件下,垂直打印件的力学性能只有水平打印件的66.9%。此外,通过对比实验发现,该层间预熔方式在提升打印件的层间结合强度方面优于传统的热处理方式。