挤出式FDM 3D打印喷头的优化设计

针对挤出式FDM 3D打印喷头结构进行优化设计.采用数值模拟方法,建立了喷头有限元分析模型,分析了不同的加热套材料、不同加热棒数量、不同材料腔直径对喷头温度分布的影响规律,确定了优化的结构,并制作挤出式FDM 3D打印喷头.用红外热像仪对喷头温度分布进行了测量,喷嘴处实测温度和模拟温度偏差为0.59℃,推杆与材料腔的配...     

3D打印喷头的热力学分析与结构优化设计

针对熔融沉积造型3D打印喷头在打印过程中存在的热结构不合理引起打印精度差等问题,采用热力学分析和结构优化设计,解决3D打印过程中由热量导致喷头热变形引起打印精度差和其本身制造成本高的问题。经过仿真分析和实验与应用,验证了熔融沉积造型3D打印喷头结构的合理性,为3D打印技术产业化提供技术理论支持。     

基于柔性材料的双喷头3D打印技术研究

针对生物凝胶、硅橡胶等柔性材料复杂形状成型困难的问题,提出一种双喷头3D打印方法,实现模具和柔性材料的一体化成型。在深入研究FDM 3D打印原理的基础上,将FDM 3D打印机装置进行改装,设计了一套可以打印两种不同材料的双喷头3D打印装置。其中一个喷头打印PLA等工程塑料,用作支撑和模具;另一个喷头用来打印硅橡胶、生物凝胶等具有流动性和黏性的柔性材料。试验结果表明:该双喷头3D打印装置打印硅橡胶、生物凝胶等柔性材料,能够较好地完成模具和材料一体化成型的打印任务,为生物凝胶、硅橡胶等柔性材料的成型工艺提供了有效的方法。     

连续碳纤维增强复合材料3D打印喷头设计与实验分析

以“独立挤出”型连续碳纤维增强PLA复合材料(continuous carbon fiber reinforced PLA composite, CCFRC/PLA)3D打印制件为研究对象,设计了柔性的连续碳纤维增强PLA复合材料丝(continuous carbon fiber reinforced composite filament/PLA, CCFRCF/PLA)送丝机构,研究了打印喷嘴直径与CCFRCF/PLA直径、表面包裹树脂膨胀特性及打印层高的关系,探讨了喷嘴端面直径对打印表面热辐射的影响规律,推导了喷嘴直径的计算公式,求解了最佳喷嘴直径和最佳端面直径。基于设计的打印喷头,采用仿真分析与实验验证的方法,探索了打印层高与制件力学性能之间的关系,结果表明CCFRC/PLA的抗拉强度与纤维层数呈正相关,并验证了层合板预测模型的有效性,获得了打印层高0.1 mm时CCFRC/PLA抗拉强度的修正系数为0.039,打印层高0.2 mm时,修正系数为0.124,为连续碳纤维增强复合材料3D打印技术的发展提供了理论基础和参考价值。     

3D打印技术的应用

被认为推动了第三次工业革命进程的3D打印技术,涉及信息技术、材料科学、精密机械等多个方面。投入民用工业是近年来的事,多用于大型制造业。随着3D打印技术的应用越来越广泛,各种耗材、打印机的价格必将呈现下降趋势,未来3D打印机完全有可能像传统打印机一样,成为每家每户都买得起、用得上的设备。     

基于多喷头生物3D打印系统的管腔型结构构建

基于多喷头生物3D打印系统和溶芯支撑法,运用超低温打印技术,以胶原为管壁材料,水凝胶F127为溶芯材料构建复合管腔结构,经过京尼平溶液交联及冻干处理后将支架浸泡在1℃的去离子水中以去除溶芯材料,从而获得胶原管腔支架结构;同时探究了以明胶/海藻酸钠为管壁结构,明胶材料为溶芯的管结构制备技术,实验证明明胶作为溶芯材料制备管结构的可行性。制备出了具有较好结构及力学性能的胶原和明胶/海藻酸钠管腔支架结构。该多喷头生物3D打印系统以溶芯工艺的方法,在构建管腔型生物结构方面具有很好的效果,为临床及再生医学提供了重要的制造工艺基础。     

FDM 3D打印机喷头设计

在温度因子的驱动下,研究基于FDM技术的3D打印机喷头设计思路.采用比例因子法,设定多目标条件下的3D打印机打印精度评价指标体系,设计3种不同喷口直径和2种不同加热腔结构,共形成6种比较方案,在12种打印介质的联合比较实验中对其性能进行分析.(1)通过技术手段加强对发热元件的温度控制精度,使其控制在打印介质熔融点附近,...     

基于空气动力学透镜的线性聚焦3D打印送粉喷头设计与性能研究

提出一种基于“空气动力学透镜”的具有粉末线性聚焦功能的新型3D打印送粉喷头,可以使粉末流在喷头出口一定距离内均保持汇聚状态。设计了该新型喷头的内腔结构,建立了粉末颗粒在喷头中的汇聚运动模型,分析了颗粒运动的斯托克斯数S、空气动力学透镜第一节孔径d_f、孔径收缩率δ以及粉末进入喷头的入射角α对粉末颗粒聚焦性能的影响。研究结果表明：对于粒径为15～25μm的316L颗粒,该喷头可以将粉末颗粒聚焦成半径1.55 mm的粉末流,且在喷嘴外20 mm范围内均保持良好的汇聚状态;实验结果和计算结果基本一致。该新型空气动力学透镜3D打印送粉喷头的颗粒汇聚性能明显优于传统喷头,对于促进沉积增材制造的灵活性和适用性具有重要意义。     

三维打印成形系统的开发

三维打印成形技术是一个多学科交叉的系统工程。介绍了三维打印的成形机理,讨论了机械设计方案和工作流程,并根据实验确定了成形参数。并给出了三维打印成形的应用实例。     

FDM式3D打印技术研究进展

对FDM式3D打印机的结构,打印的材料,尤其是复合材料与应用,模型的结构优化等问题进行了系统的综述,最后对FDM式3D打印技术的发展方向进行了展望。     

3D打印再制造目前存在问题与应对措施

3D打印技术是一种节材、节能且经济效益突出的绿色先进制造技术,已在金属零件直接成形、生物医疗等行业得到了广泛应用,但其在装备零部件再制造领域的应用目前还处于初级阶段。介绍了3D打印再制造的内涵,并通过对3D打印再制造技术流程的分析指出：相比3D打印直接制造,3D打印再制造涉及技术领域更广,过程更复杂;3D打印再制造目前还存在技术相对单一、设备便携性差、效率低下等问题。最后,针对这些问题,提出了构建一体化再制造软件系统、开发桌面化3D打印系统以及大力开展远程3D打印再制造等相应的应对措施。     

3D打印在快速熔模精密铸造技术中的应用

针对3D打印技术在熔模精密铸造行业的应用现状问题,对快速熔模精密铸造技术的工艺原理及国内发展概况进行了研究,分别重点研究了基于光固化成型技术、选择性激光烧结技术及熔融沉积成型技术的快速熔模精密铸造技术的国内研究现状,并深入剖析了这三种技术各自的优势与不足。其中,基于光固化成型技术的快速熔模精密铸造技术主要存在型壳易胀裂技术难题;基于选择性激光烧结技术的快速熔模精密铸造技术虽可有效克服型壳易胀裂技术难题,但存在原型零件强度不高、易翘曲变形等问题;而基于熔融沉积成型技术的快速熔模精密铸造技术则因原型尺寸精度较低、表面质量较差导致其实用性较低。研究结果表明,目前该三种快速铸造技术都还存在各自的技术瓶颈,这在很大程度上限制了其推广应用。     

3D打印中的模型分割与打包

为了提高3D打印技术中三维模型的打印效率,减少打印材料耗费,缩短打印时间,提出了一种全局最优的模型分割与打包算法。首先,将给定模型分割为若干金字塔形状的分块。然后利用一种改进的禁忌搜索算法寻找最优打包方案,尽可能地减少支撑材料的体积,根据分块体积给出利于全局优化的初始解,并通过控制邻域生成规则以及候选解集,使得搜索更加高效并大幅提高寻优速度。最后,将打印成型的各部件拼合成整体。实验结果表明:生成的打包方案节省了14%~38%的打印时间,节省了21%-46%的打印材料。该方法模型分割产生的分块个数少、打包高效合理,不仅有效地提高打印效率,还减少了打印时间和支撑材料消耗。     

广东省发展3D 打印的现状与对策建议

通过对华南理工大学、中科院广州电子技术研究所、南方医科大学第三附属医院（广东省骨科研究院）、广东省3D打印产业创新联盟、广州市3D打印技术产业联盟、广州迈普再生医学科技有限公司、广州中望龙腾软件股份有限公司、深圳维示泰克技术有限公司等15家单位和机构进行调研,分析了广东省发展3D打印的意义、现状,指出其存在的问题,并提出了相关对策建议。     

基于DLP的珠宝树脂3D打印工艺研究

DLP(数字光处理技术)是一种以面曝光的方式逐层成型的3D打印技术.在DLP的3D打印工艺过程中,当分层厚度确定时,零件的打印精度主要取决于曝光时间和成型方向.设计一个测试试样,研究了采用DLP工艺打印珠宝树脂材料过程中的单层曝光时间和零件成型方向对不同特征打印精度的影响规律.研究结果表明:对于所采用的珠宝铸造树脂曝光...     

增材制造(3D打印)技术发展

增材制造技术俗称3D打印技术,是近30年快速发展的先进制造技术,其优势在于三维结构的快速和自由制造,被广泛应用于新产品开发、单件小批量制造.本文介绍了增材制造技术设备和应用情况,阐述国内外增材制造技术发展现状,说明增材制造技术发展趋势和关键技术.     

光固化3D打印关键技术研究

针对单件批量复杂形状产品的快速制造问题,以具有典型复杂形状的离心泵叶轮为研究对象,开展了基于光固化快速成型技术的3D打印关键技术研究,研究内容主要包括:模型CAD优化设计技术、前处理技术、成形工艺参数设计、光固化原型后处理技术。该研究结果可为后续开展3D打印应用技术研究提供坚实的理论基础。     

3D打印产业及技术发展趋势概述

首先分析了国内外3D打印产业的规模及其产业分布,然后通过简介当前3D打印技术的发展趋势,并结合产业现状着重分析了低成本激光烧结、光固化快速成形、印制电子以及混合加工等新兴技术,指出3D打印技术具有广阔的应用前景.