陶瓷材料以其耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度和高硬度等優(yōu)點(diǎn)一直受到各界的廣泛關(guān)注,增材制造技術(shù)是目前制造技術(shù)發(fā)展的主流。將增材制造技術(shù)應(yīng)用于陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)打破了傳統(tǒng)陶瓷材料加工工藝的限制,是目前研究的關(guān)鍵技術(shù)。本文對(duì)陶瓷材料3D打印關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究,分析并解決了成型過(guò)程中材料和設(shè)備方面所面臨的重要技術(shù)問(wèn)題,包括3D打印平臺(tái)的搭建、擠出機(jī)的設(shè)計(jì)制作、擠出成型陶瓷材料的制備、成型工藝參數(shù)優(yōu)化及陶瓷制品干燥、燒結(jié)問(wèn)題。全文的主要內(nèi)容如下:對(duì)陶瓷材料3D打印機(jī)關(guān)鍵部件擠出機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。采用壓縮空氣式和螺旋式擠出相結(jié)合的方式用于陶瓷材料的輸送,應(yīng)用有限元軟件ANSYS對(duì)陶瓷材料輸送過(guò)程中的流動(dòng)進(jìn)行了仿真分析,得到了擠出過(guò)程中陶瓷膏體的速度、壓力等分布情況,分別討論了擠出口尺寸、推進(jìn)絲桿尺寸及腔體形狀等對(duì)擠出特性的影響,并對(duì)其尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,得到最有利于擠出成型的結(jié)構(gòu)尺寸。結(jié)合PLA材料3D打印技術(shù)完成了擠出機(jī)的制作,并搭建了陶瓷材料3D打印平臺(tái)。對(duì)陶瓷材料的固相含量進(jìn)行了研究,制備了適用于擠出成型的陶瓷膏體。利用制備的陶瓷膏體進(jìn)行擠出成型工藝單因素實(shí)驗(yàn),計(jì)算了各工藝參數(shù)間的數(shù)值關(guān)系,為工藝... 

【文章來(lái)源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 陶瓷材料3D打印技術(shù)
    1.3 陶瓷材料擠出成型工藝的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 陶瓷材料3D打印機(jī)設(shè)計(jì)制作
        1.4.2 課題主要研究?jī)?nèi)容
第二章 陶瓷材料3D打印擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化
    2.1 擠出機(jī)構(gòu)組成
    2.2 擠出成型陶瓷膏體流體分析
        2.2.1 陶瓷膏體的流體類(lèi)型分析
        2.2.2 陶瓷膏體的流變模型分析
    2.3 陶瓷膏體螺旋擠出有限元仿真及后處理
        2.3.1 創(chuàng)建螺旋式擠出有限元模型
        2.3.2 陶瓷膏體螺旋式擠出成型仿真分析結(jié)果后處理
    2.4 陶瓷膏體壓縮空氣擠出有限元仿真及后處理
        2.4.1 創(chuàng)建螺旋式擠出有限元模型
        2.4.2 陶瓷膏體壓縮空氣擠出成型仿真分析結(jié)果后處理
    2.5 陶瓷膏體擠出成型流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.5.1螺桿式擠出結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.5.2壓縮空氣式擠出結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.5.3陶瓷材料3D打印設(shè)備
    2.6 本章小結(jié)
第三章 陶瓷材料3D打印材料制備及成型工藝研究
    3.1 陶瓷材料3D打印材料制備
        3.1.1 陶瓷膏體制備
        3.1.2 陶瓷膏體擠出實(shí)驗(yàn)
    3.2 陶瓷材料3D打印成型理論分析
        3.2.1 陶瓷材料3D打印成型工藝參數(shù)分析說(shuō)明
        3.2.2 陶瓷材料3D打印成型工藝參數(shù)理論計(jì)算
    3.3 陶瓷材料3D打印擠出成型工藝研究
        3.3.1 層高對(duì)陶瓷膏體成型效果的影響
        3.3.2 回抽距離對(duì)陶瓷膏體成型效果的影響
        3.3.3 重疊面積對(duì)陶瓷膏體成型效果的影響
        3.3.4 填充率對(duì)陶瓷膏體成型效果的影響
        3.3.5 打印速度和擠出速度對(duì)陶瓷膏體成型效果的影響
        3.3.6 打印噴嘴“Z跳動(dòng)”對(duì)陶瓷膏體成型效果的影響
        3.3.7 擠出成型效果測(cè)試實(shí)驗(yàn)
    3.4 陶瓷材料3D打印成型過(guò)程優(yōu)化
        3.4.1 擠出成型制件質(zhì)量問(wèn)題分析
        3.4.2 打印成型裝置改進(jìn)
        3.4.3 陶瓷材料3D打印制品成型精度
    3.5 本章小結(jié)
第四章 測(cè)試樣件打印成型及其后處理
    4.1 陶瓷3D打印樣件
    4.2 陶瓷樣件干燥特性研究
        4.2.1 陶瓷干燥原理
        4.2.2 陶瓷產(chǎn)品干燥尺寸收縮率測(cè)量
    4.3 陶瓷樣件燒結(jié)特性研究
        4.3.1 陶瓷產(chǎn)品燒結(jié)原理
        4.3.2 陶瓷產(chǎn)品燒結(jié)尺寸收縮率測(cè)量
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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