3D打印技術被譽為“第三次工業(yè)革命”的標志,可實現(xiàn)“個性化生產(chǎn)”和任意復雜形狀與腔體的制造,已在諸多領域得到廣泛應用。其中的硅酸鹽水泥基3D打印發(fā)展?jié)摿薮?有必要對其裝置和成型材料進行系統(tǒng)的研究。本文首先對適用于硅酸鹽水泥基的3D打印工藝類型進行了分析梳理,在此基礎上選擇了成本較低、更易于大范圍推廣的擠出固化成型工藝,通過深入分析將硅酸鹽水泥基3D打印大規(guī)模應用所面臨的瓶頸歸結(jié)為工藝、設備裝置和成型材料三方面。其次,本文結(jié)合硅酸鹽水泥基成型材料的特點,使用UG NX 8.5三維造型軟件,設計并實際制造出了實驗原型機,該裝置由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機械運動系統(tǒng)和擠出系統(tǒng)(噴頭)四部分組成。最后,通過與特定作用的添加劑均勻混合、配方調(diào)配,確定了以P ·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥為基礎的復合膠凝材料。通過正交實驗確定了主要添加劑摻量以及對流動度的影響程度,探究出堆積層數(shù)以及流動度的最優(yōu)條件,進行實際打印實驗。綜上所述,本文設計的硅酸鹽水泥基3D打印裝置,對指導生產(chǎn)出成本更低、精度更高的硅酸鹽水泥基3D打印裝置具有一定的現(xiàn)實指導作用。制備了適用的成型材料,對硅酸鹽水泥基3D打印的材料優(yōu)化具有一定...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 3D打印技術基本原理
    1.3 3D打印技術特點
    1.4 膠凝材料3D打印
        1.4.1 成型材料
        1.4.2 工藝類型
    1.5 國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.5.1 技術研究
        1.5.2 成型設備研發(fā)與應用
    1.6 本文的研究意義及內(nèi)容
        1.6.1 課題的研究意義
        1.6.2 課題的研究內(nèi)容
第二章 3D打印裝置總體方案設計
    2.1 整體構成與運行流程
    2.2 機械運動系統(tǒng)
        2.2.1 結(jié)構選型確定
        2.2.2 設備支撐構件
        2.2.3 傳動機構
        2.2.4 驅(qū)動元件
    2.3 控制系統(tǒng)設計規(guī)劃
    2.4 擠出系統(tǒng)設計
    2.5 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件設計
    2.6 本章小結(jié)
第三章 實驗裝置選型與實現(xiàn)
    3.1 機械系統(tǒng)整體實現(xiàn)
        3.1.1 X-Y軸運動機構設計與裝配
        3.1.2 Z軸運動機構設計與裝配
        3.1.3 滾珠絲杠副選型確定
        3.1.4 直線導軌選型確定
        3.1.5 步進電機選型確定
        3.1.6 機械運動系統(tǒng)選用設備
    3.2 控制系統(tǒng)構成與實現(xiàn)
        3.2.1 控制系統(tǒng)硬件選用設備
        3.2.2 主板
        3.2.3 步進電機驅(qū)動器選型
        3.2.4 電源與過載保護
        3.2.5 軟件編譯
    3.3 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)整體實現(xiàn)
    3.4 擠出系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
        3.4.1 電機和螺桿
        3.4.2 料筒
        3.4.3 噴頭
    3.5 本章小結(jié)
第四章 實驗裝置制造與實驗驗證
    4.1 裝置制造
        4.1.1 機械運動系統(tǒng)
        4.1.2 擠出系統(tǒng)
        4.1.3 控制系統(tǒng)
    4.2 實驗驗證
        4.2.1 實驗設備
        4.2.2 原材料及其性能指標
        4.2.3 配合比設計正交實驗
        4.2.4 綜合性能探究
    4.3 主要因素影響及機理
        4.3.1 水灰比
        4.3.2 外加劑
        4.3.3 增稠劑
    4.4 打印過程分析
        4.4.1 打印立方體
        4.4.2 打印環(huán)形
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3824326