3D打印陶瓷材料的成型及研究进展

3D打印技术作为一种区别于传统制造技术的新型技术,具有成型速度快以及精度高等优点,采用该技术制作的多功能陶瓷零件在工业、航空、医疗等领域有广阔的应用前景。本文介绍了几种3D打印陶瓷技术并阐述了各种方法的优缺点,还介绍了几种正在研究的3D打印陶瓷材料,对3D打印陶瓷技术的发展进行了展望。     

3D打印ABS材料的拉伸强度测量不确定度评估

本文选用ABS材料,使用美国Stratasys公司FORTUS380mc型3D打印机制作的拉伸试样,按照GB/T 1040. 1-2018中规定的方法测试其拉伸强度。讨论了拉伸强度测量不确定度的主要来源,并评估本次试验的测量不确定度。评估结果表明:使用3D打印技术制作的试样,其外观尺寸较为稳定,但是单个试样之间的力学性能存在较大差异。     

烧结温度对3D打印硅基陶瓷型芯表面形貌及粗糙度的影响

单晶高温合金空心叶片是航空发动机的重要部件, 其内腔结构是采用陶瓷型芯制备的。随着航空发动机推重比提高, 型芯结构越来越复杂, 传统制备工艺受限, 光固化3D打印陶瓷型芯技术为复杂结构型芯的制备提供了一种可行方案。为了改善光固化3D打印陶瓷型芯因台阶效应导致的表面粗糙度较大的问题, 本研究利用固含量体积分数63%的硅基型芯浆料进行光固化3D打印型芯, 并在1100~1300 ℃对型芯素坯进行烧结, 对烧成的硅基陶瓷型芯的微观结构、元素分布、相组成、型芯打印面和打印堆积方向的表面形貌和粗糙度进行分析。研究发现型芯打印面平整, 无明显表面缺陷, 1100、1200和1300 ℃烧结型芯的打印面粗糙度分别为1.83、1.24和1.44 μm; 片层堆积方向的表面有片层结构特征, 片层间出现微裂纹, 1200 ℃以上烧结的型芯表面粗糙度达到空心叶片使用要求(R_a≤2.0 μm)。结果表明不同烧结温度会改变型芯烧结过程中的液相含量、莫来石生成量、莫来石生成形态和颗粒间玻璃相的分布, 从而对光固化3D打印硅基陶瓷型芯的表面粗糙度产生明显影响。光固化3D打印陶瓷型芯技术结合烧结工艺能制备出满足先进空心叶片用硅基陶瓷型芯表面要求的粗糙度。     

液压式熏香3D打印机参数试验与结果分析

目的 研究了熏香3D打印机的初级试验参数,达到为后续优化和批量生产提供技术规范和数据支持的目的。方法 基于课题组前期设计试制的熏香3D打印机进行试验,通过试验分析挤出压力、打印速度、出料口与打印平台的距离、模型复杂程度、出料口直径、水料混合比等参数对熏香3D打印机的打印效果和打印效率的影响,分析研究影响熏香打印机的主、次参数。结果 挤出压力为0.4～0.6 MPa,打印速度为1800～2400 mm/min时,打印效果较好;出料口与打印平台的最适宜距离为10～12 mm。结论 挤出压力与打印速度是影响熏香成型效果的最重要的2个因素。     

日本三菱重工拟用3D打印技术制造火箭零部件

正日本三菱重工(MHI)近日表示,其计划在火箭开发方面使用3D打印技术。三菱重工在7月17日举行的记者招待会上宣布此项计划,即其正在考虑使用金属3D打印技术制造火箭零部件。日本宇宙航空开发机构(JAXA)计划在2020财年发射一枚新的大型试验火箭,作为JAXA的合作伙伴,三菱重工已获得授权开发火箭,并提供运输服务。为降低火箭发射成本,三菱重工正寻求在火箭开发过程中使用金属3D     

航空发动机性能测试受感部试验研究

发动机工作过程中性能测试是生产和研制的重要环节,要想获得发动机的性能参数,必须在测量段安装受感部,而受感部的安装又或多或少的影响了发动机的流场,所以减少对发动机流场的影响会使测量数据更加真实。本文介绍了该种复合式受感部的设计及研究过程,阐述了一种复合式受感部设计研制的步骤。     

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。     

一种3D打印风场流速测量系统的研制

传统的流速传感器体型较大,既不适合3D打印风场内部安装,又会干扰到进口流场分布,影响加工产品的质量。针对目前3D打印现场风场内风速无法实时、准确测量的问题,提出一种基于边云协同的3D打印风场流速测量技术。该技术通过设计芯片流速传感器、流速采集终端、云服务器流速测量系统,实现了在不干扰风场的条件下,远程、实时、精确地测量3D打印风场进口流速。研制的流速测量系统具有精度高、体积小、易安装、不影响3D打印风场的特点,该系统可以进行现场实时监测测量,也可以使用远程终端计算机通过互联网进行远程流速监测测量。     

航空发动机吸入高温蒸汽试验设备技术研究

为摸清航空发动机吸入高温蒸汽对发动机影响的机理,该文分析了发动机真实使用环境下吸入蒸汽量及发动机进口温升率等关键试验参数,掌握了航空发动机对吸入高温蒸汽试验的需求,确定了国产航空发动机能否满足弹射起飞的要求,进行了航空发动机吸入高温蒸汽试验设备的技术研究。该文采用2种方法进行了试验,一种是真实模拟舰载机发动机工作状况,另一种是舰载机发动机强制吸入高温蒸汽。试验数据为发动机吸入高温蒸汽试验方法研究奠定了基础,并在此基础上制定了相关行业标准。     

3D打印的兵马俑文创服装设计定制化服务研究

目的 研究3D打印技术在文创服装制作上的应用。方法 运用文献资料法、田野考察法及实践性研究,对3D打印服装的技术以及定制化服务的相关情况进行概述,研究3D打印在文创产业的定制化服务方面的可行性及优势。以3D打印图案的兵马俑文创服装的制作过程为例,证明了3D打印技术可以用于文创类服装的定制化生产、制作。结论 3D打印技术支撑的兵马俑文创服饰的定制化服务具有良好的发展前景,并且其技术已经成熟,是一个极有潜力的产业。     

航空用材料标准通报第11期 1989年3月

1.通报的宗旨 航空材料的质量,是确保航空产品质量极为重要的基础之一,航空材料的质量水平以及能否满足航空产品设计、生产和使用的要求,集中体现在具有技术法规效力的“材料标准”(含重要的热工艺说明书和试验方法标准。下同)中。为了加强对航空用重要、关键材料的统一管理,确保航空材料的质量,互通情况,部科技司特责成六二一研究所作为部材料、热工艺标准化技术归口单位发布“航空用材料标准通报”。     

基于数字体相关方法的3D打印材料内部变形测量EI北大核心CSCD

采用工业CT设备获取3D打印材料试样受载变形前后的三维数字体图像,并使用数字体相关(digital volume correlation,DVC)方法计算出试样内部三维位移场和三维应变场,研究试样在载荷作用下的内部变形与损伤演化规律,通过设计制作具有1700 N拉压加载能力的原位加载装置,结合微纳CT设备建立拥有原位加载与观测能力的DVC方法实验装置,其最高成像分辨率可达10μm。结果表明:对采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)工艺方法制作的3D打印铝合金试样进行原位拉伸实验,并使用DVC方法获取试样内部的全场位移与应变数据,测得的弹性模量数据与常规实验方法结果完全吻合,验证了使用DVC方法对内部位移场和应变场进行测量的有效性。     

航空用材料标准通报

1.通报的宗旨 航空材料的质量,是确保航空产品质量极为重要的基础之一,航空材料的质量水平以及能杏满足航空产品设计、生产和使用的要求,集中体现在具有技术法规效力的“材料标准”(含重要的热工艺说明书和试验方法标准。下同)中,为了加强对航空用重要关键材料的统一管理,确保航空材料的质量,互通情况,部科技司特责成部航空材料、热工艺标准化技术归口单位发布航空甲材料标准通报。     

航空用材料标准通报第9期

1.通报的宗旨 航空材料的质量,是确保航空产品质量极为重要的基础之一,航空材料的质量水平以及能否满足航空产品设计、生产和使用的要求,集中体现在具有技术法规效力的“材料标准”(含重要的热工艺说明书和试验方法标准。下同)中。为了加强对航空用重要、关键材料的统一管理,确保航空材料的质量,互通情况,部科技局特责成六二一研究所作为部材料、热工艺标准化技术归口单位发布“航空用材料标准通报”。     

航空用材料标准通报第10期

1.通报的宗旨 航空材料的质量,是确保航空产品质量极为重要的基础之一,航空材料的质量水平以及能否满足航空产品设计、生产和使用的要求,集中体现在具有技术法规效力的“材料标准”(含重要的热工艺说明书和试验方法标准。下同)中。为了加强对航空用重要、关键材料的统一管理,确保航空材料的质量,互通情况,部科技局特责成六二一研究所作为部材料、热工艺标准化技术归口单位发布“航空用材料标     

美国西北大学开发出新型3D金属物体打印方法

正近日,美国西北大学的一个研究工程团队开发了一种新型3D金属物体打印方法。该新方法当前3D打印技术受金属类型和零件结构限制不同,能够打印各种金属和结构,极大地扩展了应用空间。当前的3D金属打印技术依赖于大量金属粉末层和昂贵的激光器或电子束,而西北大学的新技术使用     

3D打印：技术、材料、现状

3D打印技术以其独特的制造方式制作出了许多传统制造方式难以制作的产品,显示出广阔的发展前景,因此也引起政府和民众的极大关注。本文从3D打印技术、3D打印材料、国内外发展情况等几方面对3D打印做了一些介绍,同时对3D打印未来的发展趋势做了展望。     

民用航空发动机树脂基复合材料应用进展EI北大核心CSCD

树脂基复合材料因其比强度比刚度高、可设计性好、阻尼减振性能优异、易于整体化成型等优点已成为新型航空发动机重要的结构材料。本文选取风扇叶片、包容机匣、声衬和衬套等典型航空发动机部件,介绍了树脂基复合材料在国外民用航空发动机的应用状况。之后论述了树脂基复合材料在航空发动机结构优化、经济性、环保性等方面的优势。基于微纳材料混杂技术、3D打印技术和超材料技术分析了航空发动机树脂基复合材料发展的新趋势。最后从"设计-材料-工艺-评价"角度就未来树脂基复合材料在我国民用航空发动机应用发展提出了一些思考。     

3D打印技术在创意家具设计中的应用

随着技术的发展,3D打印技术逐步渗透进各行各业。在家具制造业中,通过3D打印技术,不仅可以制造出更多具有创意外形的家具,更是大大缩短了制作周期,提高了制作效率。本文简要介绍了3D打印技术的原理,探究了3D打印技术在国内外的发展历程,分析了传统家具制造工艺的缺点和利用3D打印技术制造家具的优势。并通过具体的操作流程,讲解了通过3D打印技术制造ET单椅模型的全过程。     

利用聚乳酸线材进行盲文增材制造的最优参数研究

目的 为了解决目前3D打印制造盲文存在的成本高、操作复杂的问题,将生物相容性好、可回收利用的聚乳酸线材应用于熔融沉积成型3D打印机来制造盲文,使盲文的增材制造更加简便、成本更低.方法 首先利用三维软件设计盲文文本,根据盲文文本的特点和标准设计相应的参数,如点径、点距、方距、点高、行距等.然后将设计好的3D文本分层,用单螺杆挤出的聚乳酸线材和熔融沉积3D打印机进行打印,在打印的过程中设置不同的打印温度、打印速度和层高.对打印的质量评价采用平滑度、尺寸精度、耐磨性、耐水性等4个参数进行综合评价.结果 采用正交试验法对打印参数层高、打印温度、打印速度进行分析,当打印温度为180℃,打印速度为90 mm/s,打印层高为0.1 mm时,打印盲文的质量优良.结论 按最优参数打印后的盲文安全无毒,经久耐用,可回收及降解,耐摩擦,具有一定的防水性,而且成本低,操作简单,可用于部分盲文制品.