3D打印技術(shù)作為迅速發(fā)展的一種智能制造技術(shù)已廣泛用醫(yī)療、食品、教育等諸多行業(yè)。近年來(lái),隨著消費(fèi)水平的不斷提升,3D打印以其獨(dú)特的制造優(yōu)勢(shì),可以充分滿足眾多消費(fèi)者個(gè)性化、多樣化需求。本文將糊狀材料擠出成型技術(shù)與熔融擠出成型技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一款多材質(zhì)3D打印機(jī),并對(duì)其打印材料進(jìn)行研究。首先對(duì)面塑材料、香皂材料、陶瓷材料和夜光PLA線材進(jìn)行制備,并對(duì)其材料特性進(jìn)行研究;其次依據(jù)安全系統(tǒng)工程原理,結(jié)合多材質(zhì)3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行安全評(píng)價(jià),對(duì)3D打印機(jī)全生命周期內(nèi)危險(xiǎn)情況下可能存在的危害因素和嚴(yán)重程度展開全面評(píng)估,然后依據(jù)安全評(píng)估結(jié)果對(duì)多材質(zhì)3D打印進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),最終完成樣機(jī)生產(chǎn),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出陶瓷材料最佳工藝參數(shù)組合為:打印速度50mm/s、柱塞擠出速度22r/min、打印層高0.3mm、噴嘴直徑0.8mm、封頂層數(shù)8層;面塑材料最優(yōu)配方為:小麥粉350份、糯米粉170份、可再分散性乳膠粉40份、微晶纖維素35份、水510份、潤(rùn)滑劑12份、抗菌劑6份和防霉劑1.5份;香皂材料在噴嘴與打印工作平臺(tái)之間間隙為0.3mm下的最佳工藝參數(shù)為:打印溫度58℃、打印速... 

【文章來(lái)源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Fab@home打印機(jī)及打印成品Fig1.6Fab@homeandIt’sProducts

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文第9頁(yè)其中：—剪切力k—粘度系數(shù)，Pasn—流動(dòng)指數(shù)這種流體的主要特點(diǎn)為：流體粘度隨著剪切速度的增加而減校（3）脹塑性流體脹塑性流體是一條過(guò)原點(diǎn)的上凸曲線，其流變關(guān)系式為：ndukdy=n<1(2.4)其中符號(hào)同式(2.3)。這種流體的主要特點(diǎn)為：流體粘度隨著剪切速度的增加而增加。圖2.1流體剪切力與剪切率之間的變化規(guī)律Fig2.1Thevariationlawbetweenshearforceandshearrateoffluid2.2面塑材料制備面塑俗稱面花、捏面人等，是國(guó)家非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，傳統(tǒng)面塑材料制備方法需要和面、蒸制等[31]。面塑模型的制作對(duì)操作者具有較高的技法要求，需要藝人多年技術(shù)的學(xué)習(xí)與磨練，普通人很難滿足這一要求。3D打印面塑相較與傳統(tǒng)制作方法，具有節(jié)約材料，操作方便等特點(diǎn)，在滿足客戶私人定制需求的同時(shí)將當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)與中國(guó)民間傳統(tǒng)藝術(shù)相結(jié)合，讓普通人也可以快速制造出較高精度的面塑模型。因此，制備符合3D打印要求的面塑材料成為必然趨勢(shì)，以下將從面塑材料成分、制備方法及材料特性對(duì)其進(jìn)行分析和研究。

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文第11頁(yè)別為苯甲酸鈉、雙乙酸鈉，前者需要在酸性條件下才能很好起到抑菌、殺菌作用，雙乙酸鈉作為酸味劑調(diào)節(jié)PH值的同時(shí)還可以防止材料的霉變。面塑材料由以下按重量份比的原料制成：小麥粉300-500份、糯米粉150-210份、可再分散性乳膠粉30-150份、微晶纖維素20-300份、水450-750份、潤(rùn)滑劑10-20份、抗菌劑5-10.5份和防霉劑1-3.5份。2.2.3面塑材料制備流程和原料選擇小麥粉作為面塑材料的主要原料，對(duì)材料物性的影響最為顯著，但由于不同蛋白質(zhì)含量的小麥粉特性差異較大，因此需要通過(guò)其實(shí)際實(shí)驗(yàn)效果才能選定，具體實(shí)驗(yàn)設(shè)備及小麥粉材料如表2-2所示。表2-2小麥粉原料選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料表Table2-2Experimentalequipmentandmaterialselectionofwheatflour設(shè)備及材料來(lái)源蛋白質(zhì)含量多材質(zhì)3D打印機(jī)小麥粉、糯米粉攪拌機(jī)小熊電器股份有限公司低筋小麥粉山東魯王集團(tuán)有限公司8.5%中筋小麥粉濰坊風(fēng)箏面粉有限責(zé)任公司11.5%高筋小麥粉益海嘉里食品營(yíng)銷有限公司13.0%根據(jù)面塑材料配方，分別使用低、中、高筋小麥粉制備面塑材料。圖2.2為具體實(shí)操圖，其制備方法如下：步驟1：將小麥粉和糯米粉充分混合均勻，加入3/5量的水，于60-65轉(zhuǎn)/分鐘攪拌機(jī)中攪拌10-15分鐘，于20-23℃醒發(fā)20-35分鐘，得醒發(fā)面團(tuán)；步驟2：將面團(tuán)加熱至35-50℃，加入可再分散性乳膠粉、微晶纖維素及35-50℃的2/5量水，于40-48轉(zhuǎn)/分鐘攪拌機(jī)中攪拌8-12分鐘，得面塑材料主料；步驟3：將冷卻至常溫后的面塑材料主料與潤(rùn)滑劑、抗菌劑、防霉劑充分混合，于60-65轉(zhuǎn)/分鐘攪拌機(jī)中攪拌5-10分鐘，得3D打印面塑材料。圖2.2面塑材料制備實(shí)操圖Fig2.2Practicaloperationdiagramofdoughplasticmaterialpreparation

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3101161