3D打印材料

极受大众欢迎和关注的3D打印技术,由于打印材料紧缺和制备困难而导致的打印成本昂贵,严重影响了3D打印技术的进一步市场化,这也让制造商为之困惑。本文通过典型实例阐述了金属(黑色金属、有色金属和稀贵金属)、聚合物、陶瓷和复合材料在3D打印材料中的应用,以及对3D打印材料的研发进展作了进一步介绍。     

3D打印的路径规划研究综述

3D打印技术因具备可成型任意形状零件的特点,已被广泛应用于许多领域,路径规划是3D打印制造过程中的关键技术之一。不同的扫描方式对成型精度、成型件的力学性能和成型效率有很大的影响,分别从针对这3个方面的路径规划进行了分析与讨论。最后指出了3D打印路径规划的研究重点。     

3D打印技术应用

以某工业产品为例,应用3D打印技术加工铸造蜡型,并用熔模铸造制造出不锈钢产品。重点介绍了该打印材料的性能和设备参数、以及熔模铸造的工艺过程,实现了3D打印技术与铸造的完美结合,所用材料符合污染小、节约能源的绿色环保制造理念,符合现代制造业的最新发展趋势和市场经济的发展要求。     

3D打印相关技术的发展现状

3D打印是一种增材制造技术,经过近几年的发展,在模型建立和设计、打印设备、扫描与监测控制方面已经取得了丰硕的成果。对三维模型的数据获取、三维模型的设计和建立、打印设备和材料等方面进行总结。分析了光学扫描在获取模型数据、三维测量的原理及应用,并研究其在打印过程监测中的应用价值。对三维模型的几何计算、轻量化、静平衡等问题进行总结,说明其在3D打印中的重要作用。总结了目前使用较为广泛的6种3D打印设备,对其工作原理、材料、性能特点进行比较。对3D打印的发展方向进行了展望,提出模型建立和优化、打印过程监测、绿色加工等的发展趋势。     

叩问3D打印技术的想像力

从电影《十二生肖》中打印出来的兽首令人啧喷称奇,到美国首创3D打印头骨技术,并已成功实现人体头骨替换移植,我们对3D技术的想像力不禁拍案叫绝。如今,这种前沿的生活方式正悄悄地改变着制造业传统的方式,成为未来发展的趋势。     

3D打印速度的影响因素及改善措施研究

3D打印作为一项先进制造技术,近年来在全世界得到了广泛的重视和发展,打印速度是限制3D打印技术发展的重要瓶颈之一。介绍了限制3D打印速度的主要因素,从打印设备、控制策略、成型工艺方法等方面论述了提高3D打印速度的方法和措施,为今后提高3D打印速度的研究提供了方向和思路。     

铸造砂型3D打印技术应用及选型分析

研究了当前铸造砂型3D打印机的应用原理、工艺流程及主要性能,并对选型参考、应用等方面进行分析。结果表明,砂型3D打印技术相比传统树脂砂铸造技术有其先进性及优势,企业用户在选择砂型3D打印设备时,需根据自身企业产品的特点综合考虑,砂型3D打印在铸造上的应用工艺已相对成熟。     

3D打印医用钛合金研究进展

钛合金拥有较高的比强度、较好的耐蚀性能与生物相容性,其在医用植入物的应用市场前景十分引人关注。但传统医用钛合金植入物常采取铸造的生产方式,产品种类单一,无法满足"精准医疗"的诊疗目标。3D打印技术以其丰富的加工方式在医用钛合金方面应用优势逐渐凸显。本文介绍多孔医用钛合金的发展历史及3D打印钛合金的制造现状,分析现有3D打印医用钛合金的技术壁垒,并为未来3D打印医用钛合金的发展方向提供建议。     

采用3D打印技术生产大型防爆电机壳体铸件

介绍了电机壳体铸件的结构及技术要求,详细阐述了该铸件的生产工艺:采用半封闭式浇注系统,直浇道从铸件顶部引入,横浇道在铸件上部盘旋设置,内浇道从横浇道底部外侧引入型腔,铸件顶部法兰处设置冒口进行液态补缩;采用3D打印组芯造型,原砂采用100/140目硅砂,选用流涂的施涂方法;炉料配比为5%～15%生铁+50%～70%废钢+30%～35%回炉料,采用75SiFe进行孕育处理,孕育剂加入量0.15%;浇注时间45 s。首件铸件经检测,成形外观良好,整体尺寸精度达到CT 9级,符合验收标准。     

关于3D打印设备与AGV自动对接的控制方法

3D打印设备与AGV的自动对接控制方法,旨在将AGV自动搬运技术应用到3D打印领域,为实现3D打印技术的规模化、产业化应用打好坚实基础。3D打印设备的成批组线使用,极大地满足了3D打印产品的大批量、高标准、短工期的个性化定制需求,为3D打印产品的个性化定制开拓了新的思路。在3D打印设备组线使用的过程中,为了提高生产效率,将零散的3D打印产品进行了集中处理。结果表明,AGV自动搬运技术的应用,实现了两种技术的无缝对接,极大地推动了3D打印技术规模化、产业化应用的步伐。     

砂型3D打印设备快速固化方法的研究及应用

相比于传统的铸造用呋喃树脂，酚醛树脂、无机树脂等粘结剂具有诸多优点，是一种较为理想的铸造用粘结剂，但与此同时，该类粘结剂存在常温下难以固化的问题，需要在高温条件下，快速蒸发粘结剂内部的水分，才能提高砂型固化的速度。结合铸造砂型3D打印机的成型原理及设备结构，考虑从打印设备自身实现砂型的快速固化，具体可以从5个方面来提高砂型的固化速度：一是提高粘结剂的温度；二是提高砂子的温度；三是在铺砂器上安装红外加热灯管，对砂面进行烘烤，提高砂面的温度，加速粘结剂中水分的蒸发；四是设计一种带加热盘管的特殊工作箱结构，在打印过程中，随着打印砂型的不断堆叠，对已成型的砂型进行持续性加热，快速提高砂型固化速度；五是控制打印室内部的环境温湿度。     

多材料复合3D打印控制系统开发

传统的3D打印机难以满足现阶段3D打印产品的个性化、复杂化需求,针对这一问题,提出了可实现多材料多打印工艺复合制造的集成工艺3D打印机,对打印头集成系统、成型平台系统、辅助系统做了整体方案设计;利用控制板设计了打印机的控制系统,保证各个模块可以协同作用完成打印工作;选用PLA和导电银两种材料,FDM和微笔直写两种工艺,...     

悬臂式3D打印机器人运动分析与打印实验

针对目前3D打印装置结构单一和打印空间小的的缺点,研制了一台悬臂式3D打印机器人.运用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立连杆坐标系,根据齐次坐标变换,建立机器人正运动学方程,采用代数法进行逆运动学求解,通过控制各关节变量,驱动打印头在3D打印平台上按照指定轨迹实现3D打印功能,并在悬臂式3D打印机器人实验平台上进行了零件打印实验,结果表明:所设计的悬臂式3D打印机器人能够准确、有效的按照规划路径执行相应轨迹运动,表面无翘曲和变形产生,打印零件质量和精度较高.     

利用3D打印工艺生产V型燃气发动机缸体铸件

介绍了V型燃气发动机缸体铸件的结构及技术要求,分析了该铸件的生产难点,决定采用3D打印砂芯工艺:两侧砂芯形成铸件的侧面外观结构及冒口,中间整体砂芯则形成铸件的内腔结构和两端面结构,底部2块砂芯形成铸件缸口外观结构和浇注系统,砂芯之间通过凹凸定位台进行定位。生产结果显示:铸件尺寸精度可以达到CT9级,铸件关键区域RT最大为I级,1 MPa水压30 min无渗漏,检验均合格,金相组织和力学性能也均符合技术要求,使用3D打印技术提高了生产效率,提升了产品质量,降低了生产难度。     

3D打印砂芯自动风洗方法在生产中的应用

介绍了3D打印技术高精度、高质量、高效率的优势以及砂芯打印完毕后其表面粘附的砂团或浮砂清理问题。详细阐述了砂芯风洗的工作原理、风洗方法以及风洗设备,通过自动风洗前后的对比,砂芯表面的砂团或浮砂可以通过风洗过程全部被清理干净,整个过程无需人工参与,自动风洗后操作人员只需对砂芯的内腔和缝隙等做细致地辅助风洗处理即可。通过砂芯自动风洗,可以很好地解决生产中劳动环境差、强度高等问题,为砂芯3D打印后的清理工序提供借鉴。     

3D打印砂型性能各向异性研究

介绍了3D打印砂型性能的各向异性,研究了经喷墨3D打印成型的砂型X、Y、Z 3个方向性能的差异大小和影响因素:首先,将用于测试的砂型试块用喷墨3D打印机打印成型,测试试块拉伸性能,确定试块X、Y、Z 3个方向性能差异大小;其次,更改喷墨打印参数,验证各项参数对X、Y、Z 3个方向性能影响的大小;最后,确定喷墨打印砂型X、Y、Z 3个方向性能差异的具体数值并得出降低X、Y、Z 3个方向性能差异的方法。得出结论:通过调整各向打印参数寻找合适匹配关系,可有效降低砂型各向性能之间的差异,提高砂型的综合性能,以满足实际生产的需求。     

基于3D打印技术的模具制造

本文以某限位块模具型芯为例,利用生产浪费最小、能量消耗最低、污染排放最小的3D打印技术理念生产制造,打破了传统的模具设计与制造方法,从而可以实现绿色模具和快速模具制造。     

3D打印技术在装备维修保障的应用及展望

介绍3D打印技术的概念、原理,归纳该技术的特点,阐述该技术在国内外的发展现状,重点对该技术在装备维修保障方面的应用进行了展望,同时指出该技术发展面临的挑战,为未来3D打印技术在装备维修保障方面的应用提供参考。     

3D打印技术在熔模铸造中的应用

以一种汽车的零部件为实例,通过3D打印和熔模铸造技术,改变不同的打印顺序、单层厚度和激光功率,找到合适的烧结参数,解决了铸造生产中复杂小批量铸件的生产需要,3D打印技术既提高了生产效率,又降低了企业的成本,能够满足企业的小批量需求。     

气缸体3D打印工艺开发

依据气缸体的结构特点,制定3D打印工艺。采用合理的砂芯分型方案,大大减少砂芯数量。有效控制了尺寸精度,减少冷隔、穿皮等缺陷的发生。简化气缸体组芯步骤,提高了生产效率。