FDM彩色3D打印机挤出装置结构设计

色彩信息是一个物体不可或缺的元素,当前基于FDM的3D打印机无法完成彩色3D打印,从而阻碍了3D打印件视觉表现力。为了解决这一问题,在深入研究FDM 3D打印机工作原理的基础上,对传统3D打印机挤出装置进行了改进,设计了一套基于CMYK-W的彩色3D打印机挤出装置。通过打印试验,将打印件的色彩信息与标准比色卡比对,验证了所设计的彩色3D打印机挤出装置达到设计要求,为彩色3D打印技术的进一步研究提供了一种有效的解决方案。     

尼龙全彩3D打印用黏结剂的基础实验研究

为实现尼龙材料的全彩3D打印,提出将在常温下可溶解尼龙的低腐蚀性、低毒性、低黏度溶剂作为打印"墨水",结合目前彩色3D打印技术最先进的技术方案——微滴喷射(3DP)技术,使尼龙粉末在溶剂作用下选择性溶解,待溶剂挥发之后结晶成型,如此逐层往复打印,实现彩色尼龙零件。通过在尼龙溶解试验的基础上,分析打印机环境、溶剂毒性、挥发性和溶解度等因素,选择较为合适的溶剂(三氟乙醇)作为"墨水",并在全彩3D打印机上成功实现了尼龙粉末的彩色3D打印。     

基于FDM的彩色3D打印机控制系统设计

针对目前FD M型3D打印机只能打印单种颜色,打印彩色则需要手动换料等问题,设计了采用定点方式更换丝料的FD M彩色3D打印控制系统。该系统主要包括电机驱动模块,温度控制模块、丝料更换模块和固件。其中丝料更换模块通过控制3D打印头的拼接和分离实现不同颜色丝料的更换,进而实现3D彩色打印。文中详细阐述了彩色3D打印机控制系统原理和自动更换丝料过程,并进行了验证。     

熔融沉积成型彩色3D打印控制研究

目前熔融沉积工艺(FDM)3D打印机大多数只能打印颜色单一的模型,为了改善这一现状,在深入研究现有3D打印机的基础上,设计出一套可以实现彩色成型的3D打印控制方案。该方案以Hbot机构为主要机械结构,使用混色挤出头作为成型挤出头,同时应用Bresenham直线算法,三次多项式型加减速控制算法对系统进行运动控制。为了验证该方案的有效性与稳定性,以过渡色打印和多色打印进行打印测试。结果表明,所提出的控制方案可以在精确地完成模型打印的前提下,同时保证很高的稳定性。     

医用3D打印批次智能排样研究

针对3D打印批次排样问题,本文提出一种基于CHNN人工神经网络的3D打印批次排样方法。通过对3D打印批次排样问题数学模型的建立,构建了CHNN人工神经网络的能量函数,并用遗传算法优化神经网络的权值。通过程序设定,得到了3D打印批次排样方案。通过实例验证,该算法计算有效,提高了工件的加工效率。     

薄壁回转体零件五轴3D打印加工工艺研究

对于传统三轴3D打印机,材料只能在一个方向上层层累积,在打印悬浮结构零件时需要打印多余的支撑结构。而五轴3D打印平台可随时调整打印平面的方位,使打印结构的倾斜角度始终小于其临界支撑角,可避免添加支撑结构。通过对五轴3D打印加工工艺的研究,提出了薄壁回转体类零件的五轴3D打印加工指令的生成方法,并进行了实际设计与打印,结果表明本文提出的五轴3D打印方案有效可行。     

基于蚁群算法的3D打印批次规划

针对3D打印批次规划问题,提出一种基于蚁群算法的3D打印批次规划方法。结合3D打印工艺特点,将批次规划目标设定为总打印批次及各批次内打印件高度差值最小化。采用顺序编码方式对打印件进行编号,由全部打印件编号组成的整数序列构成问题的可行解集。解码时按照编码顺序将打印件排布于打印机工作台面,当前台面再无法排入时排入下一打印批次,最终得到3D打印批次方案。将打印件水平面投影形状简化为矩形,采用布排点法进行矩形布排。使用蚁群算法搜索问题的最优解,通过算例验证了所提方法的有效性。     

铸造砂型3D打印设备精度检验项目分析与研究

本文通过对铸造砂型3D打印设备(以下简称砂型3D打印机)的精度检验项目、装配工艺标准、质量内控标准等进行分类和分析,阐述了砂型件3D打印成形加工精度要求对3D打印机静态几何精度的要求,提出了稳定砂型件3D打印机几何精度的设计制造方法。本文为提高砂型3D打印机生产制造精度进而提高砂型件3D打印成形加工质量而提供有价值的参考建议。     

网络3D打印系统的结构及中间数据格式分析

作为在互联网时代产生的新的制造方式,3D打印技术网络化是必然的趋势。现有文献对3D打印的网络化研究还比较少。针对3D打印技术的发展趋势,对网络3D打印的结构进行了分析,提出了三种网络3D打印系统的结构,并分析和这些结构相适应的3D打印中间数据格式。通过对文献的研究,提出了分层截面格式。在和STL(stereo lithography)格式进行对比的基础上,对分层截面格式进行了比较分析,给出了它的特点及实现思路。     

3D打印牙模与传统石膏牙模的比较研究

随着数字化技术在口腔医学上的广泛应用,义齿的数字化制备将成为未来的发展趋势,而在义齿的数字化制备过程中,3D打印牙模必然会替代传统石膏牙模。采用3D打印和印模浇灌石膏两种方法制备标准的圆柱体试样和长方体试样,测量标准试样的力学性能以及表面粗糙度,间接比较3D打印牙模与传统石膏牙模的力学性能以及表面粗糙度,并对3D打印牙模与传统石膏牙模的尺寸精度进行了比较研究。与传统石膏牙模相比,3D打印牙模的硬度较低,但其抗压强度、抗弯强度及表面粗糙度更好。3D打印牙模的尺寸精度与传统石膏牙模的尺寸精度相差不大,但前者的一致性更好。通过与传统石膏牙模的力学性能以及表面粗糙度和尺寸精度的比较研究可知,3D打印牙模的综合性能优于传统石膏牙模,完全可以替代传统石膏牙模用于数字化义齿的制备。     

任务信息驱动的3D打印云服务平台知识管理模型

为了有效辅助用户在3D打印云服务平台上完成产品开发任务,针对3D打印云平台任务流程复杂、任务主体类型多样的特点,提出一种面向任务信息的3D打印云服务平台知识管理模型。梳理了3D打印云平台知识类型,分析了平台典型任务过程并建立了任务阶段间的信息交互映射模型。构建了3D打印云平台知识管理模式,基于本体对知识和任务进行了语义化表示,针对特定任务阶段,提出了综合任务过程属性和任务对象属性的知识双重过滤模型,通过任务对象属性语义扩展保证了知识方案的完整性,实现了个性化的知识服务。开发了3D打印云平台环境下的知识管理系统,通过案例验证了本文提出的管理模型的可行性和合理性。     

基于3D打印技术的主泵试验用叶轮研制

为提高核电站主泵性能试验用缩比叶轮的制造质量,缩短制造周期,开展了利用金属3D打印技术进行试验叶轮制造的研究。基于叶轮结构和不同3D打印成形工艺的特点,选择SLM技术作为主泵试验用叶轮的3D打印方案,完成主泵试验用叶轮3D打印模型的设计及成形技术参数的设置,经过试验验证确定主泵试验叶轮的金属3D打印成形工艺,并成功打印出316L材料的主泵试验用缩比叶轮。结果表明,利用金属3D打印技术制造的叶轮,其产品质量及力学性能指标满足试验用叶轮的设计要求,有效缩短了制造周期。     

基于半导体制冷的巧克力3D打印成型条件研究

针对自然环境温度较高时巧克力3D打印模型高度受限的问题,研究了满足巧克力3D打印的成型条件,在10℃~16℃之间为巧克力3D打印的最佳成型温度,以此为依据,利用fluent从热力学仿真角度,采用半导体制冷方法构建了3D打印成型环境,分析了影响成型条件的箱体空间、半导体制冷器功率多因素间的相互关系及外界温度对成型条件的影响,得出了巧克力3D打印机的设计依据。通过一定箱体空间及外界温度下是否安装半导体制冷器的巧克力3D打印对比实验,验证了设计的正确性。研究结果表明,半导体制冷能很好地改善巧克力3D打印成型环境,可以解决自然环境下巧克力3D打印的成型高度问题。     

面向3D打印的三维模型处理技术研究综述

作为一种变革性的技术,3D打印将推动三维智能数字化制造,而面向3D打印的三维模型数据处理则是实现这一过程的基础和前提。针对面向3D打印的三维模型处理技术,首先给出了3D模型数据处理的技术体系;然后分析总结了3D模型数据处理各个关键技术环节的研究现状;最后对面向3D打印的3D数据处理技术存在的问题及未来发展方向进行了展望。3D模型数据处理技术为3D打印贯穿产品全生命周期提供技术支持,可有效推动3D打印技术的发展和完善。     

熔融沉积成型3D打印喷头热力场分析及散热优化

熔融沉积成型3D打印机在熔胶过程中,喷头内的线材会出现半熔流动性差的线段,该现象会影响喷头的打印效果,甚至会引起喷头堵头。针对此现象,设计出一款温升效率高、结构精简、投入成本低的3D打印喷头喉管冷却装置。通过ANSYS软件对方案进行了热学仿真分析后进行结构优化,得到一种温度场分布更优的方案。通过与现有的两种方案在温升效率、正空间性能和打印精度三方面进行实验比对,同时对3种方案进行成本分析。结果表明,本设计优化后的方案在保证打印精度和温升效率的情况下,提高了喷头的性能,并降低了成本。     

聚乳酸材料在桌面型3D打印中的应用研究

针对聚乳酸材料的桌面3D打印应用工艺问题,对聚乳酸材料的桌面型3D打印应用进行了研究,阐述了聚乳酸材料桌面型3D打印的过程,对比了不同层厚设置对加工时间及精度的影响,提出了精度、时间及常用的3种模式下3D打印成型工艺规律表。通过利用工艺表,完成了部分几何难度各异的产品3D打印。针对聚乳酸材料性能的缺陷,归纳了目前常用的改性方法,指出了复合技术简单易行,能有效地提高聚乳酸力学性能并改善其耐热性。研究结果表明,所提出的工艺参数表能有效指导聚乳酸材料的桌面3D打印应用,复合技术是可靠的聚乳酸材料改性方法。     

3D打印的技术现状与发展趋势

3D打印（3D printing）,即快速成型技术的一种,其实质是增材制造技术,被誉为是第三次工业革命的重要标志之一。近年来,国内外3D打印技术蓬勃发展,在航空航天、生物医学工程、工业制造等多个方面有着广泛地应用。本文通过介绍3D打印技术的概念及应用,阐述了国内外3D打印技术及产业的现状,并结合数据,对3D打印的发展趋势有一定预见性的分析。     

复杂成型曲面FDM-3D打印精度控制研究

3D打印置钉瞄准器为脊柱椎弓根个体化置钉提供了有力的研究工具和技术突破点。为有效地抑制FDM-3D打印瞄准器反向模板及导向孔管的制造误差,通过对试验样品的3D打印正交试验及回归分析,得到了FDM-3D打印工艺参数的优化组合以及尺寸误差的修正方法,在此基础上制造出与定位曲面贴附吻合良好的反向模板以及较高精度的导向孔管,为提升FDM-3D打印型瞄准器的精确性和安全性提供了技术保障。     

3D打印多色打印方法分析

3D打印技术根据所用材料的状态及成形方法不同可以分为多个种类,其中,熔融沉积成形技术(FDM)应用最广泛。通过多年的3D打印经验以及3D打印技术在多色打印方面的发展,对采用熔融沉积成形技术(FDM)的3D打印机多色打印方法进行研究,得出这种打印机实现多色打印的四种方法,通过分析,总结出每种打印方法的优点和缺点,希望能为从事3D打印的工作人员起到一定指导作用。     

3D打印柔性材料特性及有限元分析方法研究

针对3D打印柔性材料特性及有限元分析问题,对3D打印柔性试件的力学特性和有限元仿真方法进行了研究。通过对不同打印条件的柔性试件进行了单轴拉伸实验,测量了试件的力学特性,得到了打印条件对试件弹性模量和泊松比的影响;利用单轴拉伸实验得到的应力应变数据和不同的Abaqus有限元仿真方法对试件进行了分析,得到了3D打印柔性材料的最佳仿真方法,并利用复杂结构零件的仿真结果对仿真方法进行了验证。研究结果表明:层高和打印方向会影响3D打印柔性试件的弹性模量和泊松比;不同打印条件的试件可等效为不同材料的试件进行仿真,将3D打印柔性材料设置为超弹性体时仿真效果最好。