相比傳統(tǒng)的制造技術(shù),3D打印技術(shù)具有工藝規(guī)劃過程少,“所見即所得”,成型復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)能力強,適合單件或小批量個性化制造的特點。3D打印增材的特點使在工件內(nèi)部不同點按需成型不同材料成為可能。但是目前的3D打印技術(shù)在多材料成型上還有諸多限制。多材料器件可以利用不同材料在電磁性能、熱學(xué)性能、機械性能等方面的差異,實現(xiàn)功能器件的3D打印。目前對于多材料光固化工藝已有一定研究,在超材料、組織工程和柔性機器人領(lǐng)域已有一些應(yīng)用,但是目前對多材料光固化技術(shù)的研究還不夠深入,一般只能實現(xiàn)雙材料成型,并且由于缺乏調(diào)平結(jié)構(gòu)和方法,不同材料之間有較大錯層誤差,一般通過過度曝光來成功成型,導(dǎo)致成型尺寸不準(zhǔn)確。本文針對這些問題,展開多材料光固化3D打印裝置及工藝研究。本文從裝置設(shè)計、調(diào)控方法和成型實驗三個方面對多材料光固化3D打印展開了研究。根據(jù)成型宏微跨尺度、多材料復(fù)雜嵌套結(jié)構(gòu)的需求,選用了多樹脂池下成型的裝置構(gòu)型,設(shè)計了裝置的總體方案和機械結(jié)構(gòu)。計算了樹脂池調(diào)平結(jié)構(gòu)的角分辨率,分析了折射對成型精度的影響。為減少成型時間,主要需要減少切換光敏樹脂材料所伴隨的清洗干燥次數(shù),為此分析了多樹脂下成型的工藝流程,提出了... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多材料3D打印零件分類[7]

如表 1-1 所示：表 1-1 多材料 3D 打印技術(shù)對比技術(shù)名稱 多材料成型能力 材料種類 成型速度 成型SL 多材料復(fù)雜嵌套 一般 一般 FDM[14]多材料復(fù)雜嵌套 多 慢 SLS[15]層間多材料 多 快 PolyJet 多材料復(fù)雜嵌套 少 快 一LOM[16]層間多材料 多 快 osol Jet Printing[17]多材料復(fù)雜嵌套 多 慢 ProJet[18]多材料復(fù)雜嵌套 少 快 一SLM[19]層間多材料 多 快 一膠噴射成型技術(shù)在多材料成型能力、可選材料種類和成型精其成型速度很慢，只適合在已有宏觀結(jié)構(gòu)上成型微觀結(jié)構(gòu)，

.3.2 光固化 3D 打印研究現(xiàn)狀光敏樹脂材料受照射時會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，由低聚物和單體聚合為高聚物液體轉(zhuǎn)化為固體結(jié)構(gòu)。通過對一層進行選擇曝光，可以固化成型特定的圖案復(fù)該過程層層疊加可以產(chǎn)生三維實體結(jié)構(gòu)，這就是光固化 3D 打印技術(shù)。主流的光固化 3D 打印技術(shù)可以劃分為兩種形式，掃描式光固化和面投影固化，如圖 1-3 所示。掃描式光固化打印由 Hull[20]提出，使用激光束進行曝光，通過控制掃描振鏡改變激光光斑的位置，在液面上對需要曝光的位行掃描完成一層的成型，這是最早投入商業(yè)生產(chǎn)的 3D 打印技術(shù)之一，主于在產(chǎn)品研發(fā)中快速制造原型樣件。Bertsch[21]等人首先提出利用 LCD 作態(tài)掩膜，通過其選擇透過的功能直接投影一層曝光圖案，同時固化一層結(jié)構(gòu)種光固化技術(shù)稱為面投影式光固化，它相比掃描式光固化極大的提高了成度。由于 LCD 在響應(yīng)時間、像素尺寸和光學(xué)性能存在固有缺陷，目前高端投影光固化裝置主用使用數(shù)字微反射鏡陣列（DMD）作為動態(tài)掩膜[22]，相CD，DMD 在對比度，對紫外光的利用率和響應(yīng)速度上都有極大的提升， DMD 的面投影光固化技術(shù)具有成型速度快、成型精度高的優(yōu)點。


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