【摘要】： 三維打印(3DP)成形技術(shù)是快速成形技術(shù)研究的一種新技術(shù)，它把零件的三維數(shù)字模型先進(jìn)行離散化，然后按照數(shù)字積分的思路進(jìn)行逐層加工。利用這一技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)控制下，迅速將CAD數(shù)字模型變?yōu)榱慵奈锢砟Ｐ汀Ｒ虼�，三維打印技術(shù)具有成本低、周期短、修改簡單、尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)。 光敏三維打印成形是根據(jù)微滴噴射技術(shù)，使用光敏聚合物材料成形制件(光敏聚合物材料由實(shí)體建模材料和支撐材料兩部分組成)，用紫外光進(jìn)行固化的一種工藝。它將噴射成形和光固化成形的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，是所有三維打印方式中成形精度最高的一種，且成形速度快，大大提高了成形效率，具有很好的發(fā)展前景。對(duì)于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件，零件中常會(huì)有空洞和懸空部分，這時(shí)，需要用支撐材料進(jìn)行填充，以支撐實(shí)體材料噴射出的液滴直至固化，輔助實(shí)體材料成形。當(dāng)噴射過程完成后，支撐材料必需從模型零件中除去，同時(shí)不能損壞實(shí)體模型零件的表面精度。 本文以根據(jù)溫敏材料PEO-PPO-PEO(F127)與紫外光固化單體聚乙二醇400二丙烯酸酯(SR344)間的協(xié)同效應(yīng)，配合其它試劑，制備一種用于紫外光固三維打印成形的支撐材料。 首先，本文研究了支撐材料預(yù)聚物噴射條件。分別討論了預(yù)聚物中各組分對(duì)黏度、表面張力的影響，觀測(cè)液滴噴射過程，分析了氣泡對(duì)噴射過程的影響，并提出相關(guān)解決辦法。同時(shí)分析了各種因素對(duì)支撐材料預(yù)聚物的pH值、揮發(fā)率、電導(dǎo)率以及存儲(chǔ)的影響。優(yōu)化預(yù)聚物配方設(shè)計(jì)使之滿足噴射條件，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)預(yù)聚物黏度在8～12cps，表面張力在24～40 mN/m，pH值為7-9．5，預(yù)聚物中鹽含量不能超過0．5％時(shí)，預(yù)聚物能夠從噴孔噴出。 然后，本文研究了光敏三維打印支撐材料凝膠固化機(jī)理，分析了支撐材料凝膠特性，凝膠過程熱力學(xué)，光固化過程的自升溫現(xiàn)象和固化過程中的協(xié)同效應(yīng)，詳細(xì)描述了光引發(fā)接枝聚合反應(yīng)的過程，并對(duì)比固化物的紅外譜圖，結(jié)果證明光固化單體接枝到F127上。 同時(shí)，系統(tǒng)分析了預(yù)聚物中各組分和光固化工藝條件對(duì)預(yù)聚物噴射穩(wěn)定性，以及預(yù)聚物固化速率的影響。優(yōu)化預(yù)聚物配方的設(shè)計(jì)，為改善成形工藝和提高成形精度提供依據(jù)。 最后，本文系統(tǒng)的分析了光敏三維打印支撐材料的性能，成形精度以及支撐材料的分離情況，詳細(xì)討論了預(yù)聚物配方中各組分和成型工藝條件對(duì)支撐材料的機(jī)械性能，吸水率，溶解度，收縮率的影響；并觀察了不同組分和成型工藝條件下固化物噴射面的表面形貌；分別測(cè)量了支撐材料預(yù)聚物在實(shí)體材料和支撐材料固化物基材上的接觸角，利用相關(guān)公式計(jì)算出預(yù)聚物在不同的基材上的鋪展系數(shù)。最后利用掃描電鏡觀測(cè)了實(shí)體材料與支撐材料接觸面的表面形貌，支撐材料與實(shí)體材料非常容易分離。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP334.8
【圖文】：

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文紙材疊層實(shí)體制作(LaminatedObjectManufacturing)快速成形技術(shù)是薄片材料疊加工藝，簡稱LoM，其成形工藝過程見圖1.3125一29]。原材料熱熬服機(jī)拘祈一若

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2728906