【摘要】：三維打印技術(shù)是目前快速成型中最具有生命力的技術(shù),具有設(shè)備簡單,材料便宜,材料類型廣泛,工作過程中無污染等優(yōu)點(diǎn),該技術(shù)無需激光系統(tǒng),使用成本很低且可靠性高,設(shè)備體積小,成形速度快,使其在快速制造領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛。但三維打印技術(shù)也顯露出了一些缺點(diǎn),例如當(dāng)前三維打印制件的精度較低,尤其表現(xiàn)在具有較大的尺寸誤差和形貌誤差,因此在對精度有較高要求的制造領(lǐng)域三維打印具有很大的局限性。為了提高三維打印制件的尺寸精度和輪廓精度,本文以ZP310三維打印機(jī)為實(shí)驗(yàn)平臺,分析了影響三維打印制件精度的原因,建立了制件精度及其影響因素之間的關(guān)系模型,獲得了提高制件精度的方法,進(jìn)一步擴(kuò)大了三維打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。對影響制件尺寸精度的因素進(jìn)行了理論分析,然后通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。通過對使用ZP15E淀粉基復(fù)合粉末材料的制件的尺寸變化進(jìn)行觀察,得到X、Y、Z三個(gè)方向收縮率的變化趨勢和變化范圍。采用中心復(fù)合法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),研究層厚及飽和度等工藝參數(shù)對材料收縮率的影響。通過二次回歸方程將獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出響應(yīng)模型,分析響應(yīng)曲面,獲得最佳工藝參數(shù)組合。通過對影響尺寸精度的主要缺陷—翹曲變形的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行理論分析,我們得出凝結(jié)層的不均勻收縮是引起制件翹曲變形的根本原因,并且實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了減小翹曲變形的方法。采用石膏基粉末Zp130為材料打印不同參數(shù)下的長方體制件,使用三維輪廓儀測量制件的表面形貌,分析了放置位置、鋪粉層厚以及飽和度等打印參數(shù)對制件表面微觀形貌的影響,最后得到了最佳的打印參數(shù)組合及零件放置方位。并對粘結(jié)劑的滲出誤差進(jìn)行補(bǔ)償,校準(zhǔn)了三維制件的輪廓精度。通過實(shí)驗(yàn)比較了制造室中不同打印區(qū)域的零件輪廓精度的不同以及補(bǔ)償前后輪廓精度的差距。
【圖文】：

、鉗等) 方法和受迫成型( 鍛壓、鑄造粉末冶金等) 方法, 它采用逐點(diǎn)或逐層方法制造物理模型, 能夠快速、精確、直接地將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模速成型產(chǎn)品開發(fā)周期短，成本低，質(zhì)量好，因此得到世界范圍的青睞。維打印技術(shù)（Three Dimensional Printing，3DP）是快速成型技術(shù)的典型代表，，體成型，如陶瓷粉末、金屬粉末、石膏粉末等粉末材料及一些熱熔或者光固化噴頭用粘結(jié)劑將零件的截面打印在材料粉末上面，或者將成型樹脂一層一層化粘結(jié)成型，其成型過程是將各個(gè)二維截面重疊粘結(jié)成為一個(gè)三維實(shí)體[2]。常規(guī)的生產(chǎn)制造技術(shù)相比較，三維打印技術(shù)具有很多優(yōu)勢：）選材廣泛，各種非金屬和金屬材料均可使用。）通過“累加法”加工制件，比傳統(tǒng)的“去材料”加工方法更節(jié)省材料，降低）通過 CAD 數(shù)據(jù)文件直接驅(qū)動，一次成型，大大縮減了生產(chǎn)制造的費(fèi)用，并和易改性為產(chǎn)品的完美設(shè)計(jì)提供了優(yōu)良的環(huán)境。）制造工藝與制造原型的幾何形狀無關(guān)，三維打印技術(shù)可以制造傳統(tǒng)工藝無法結(jié)構(gòu)三維實(shí)體，在加工復(fù)雜曲面時(shí)更顯優(yōu)越，如圖 1-1 所示。

技術(shù)的工作原理及分類技術(shù)工作原理作為一種新興的先進(jìn)制造技術(shù)，直接利用三維實(shí)體造型軟行數(shù)字化掃描獲得逼真的三維模型，通過快速打印機(jī)，將層層的堆積成實(shí)體原型。它利用數(shù)控、激光、計(jì)算機(jī)、精輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造快速、精確地將設(shè)計(jì)者的思想型，從而可以快速對產(chǎn)品進(jìn)行評價(jià)、修改，大大縮短了研、幾周縮短為幾個(gè)小時(shí)，大大提高了企業(yè)的市場競爭力本原理是：首先設(shè)計(jì)出所需產(chǎn)品或零件的計(jì)算機(jī)三維模型將產(chǎn)品的三維模型表面三角化處理，存儲成 STL 文件格層截面的二維輪廓信息；再根據(jù)每個(gè)層片的輪廓信息，，在控制系統(tǒng)的控制下由成型頭選擇性地固化或切割一廓薄片，并沿高度方向逐步順序疊加成三維坯件；最后進(jìn)產(chǎn)品、模型或零件[3]，如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.73

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本文編號：2616101