基于全彩色3DP工藝的大尺寸3D打印機理與性能研究
發(fā)布時間:2021-07-19 09:32
3D打印是一種集智能化、定制化、自動化于一體的增材制造技術(shù),因精度高、不需要傳統(tǒng)模具、耗材節(jié)約、短時間一體化成型等特點,近年來引起了大量制造產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)機構(gòu)的關(guān)注。隨著打印控制技術(shù)的創(chuàng)新和改進,應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的需求,全彩色、大尺寸、高精度3D打印一定是彩色3D打印行業(yè)發(fā)展的趨勢。粉末3DP工藝是現(xiàn)階段為數(shù)不多可實現(xiàn)的全彩色3D打印工藝之一,并且無論在機械性能,耗材價格,打印速度都優(yōu)于其他全彩色3D打印工藝,使之具備了構(gòu)建大尺寸定制模型的潛力。但所消耗的大量打印時間,不理想的表面色彩再現(xiàn)精度,3D打印機的尺寸限制都在制約著構(gòu)建全彩色大尺寸3D打印模型的可行性。因此針對以上三種限制因素展開本文的實驗。本文詳細介紹了ProJet860 Pro粉基打印機的構(gòu)造和整體打印過程,基于成型過程中噴頭、快軸的移動特點,找到Z軸高度、層面積、布局位置等與打印時間相關(guān)的影響因素,歸納出各因素與打印時間的數(shù)量關(guān)系,并由此提出一種印前估測打印時間算法。針對各因素的權(quán)重,提出了XYX旋轉(zhuǎn)法在不改變模型尺寸的前提下縮減打印時間;诂F(xiàn)階段優(yōu)化粉基3D打印表面色彩最快捷有效的方法——浸漬法,設(shè)置了四種浸漬組合,測量并比較各...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
SLA-1設(shè)備[13]
Scott Crump 等人發(fā)明了熔融沉積成型技術(shù)(FDM)[14],成立 Stra在 1993 年開發(fā)出第一臺 FDM1650 機型,如今其開發(fā)的 FDM 制造系統(tǒng)在用最為廣泛,F(xiàn)DM 技術(shù)也成為國內(nèi)外桌面型 3D 打印用的最多的工藝[15]exas 大學(xué)的 C.R. Dechard(DTM 公司創(chuàng)始人之一)發(fā)明了選擇性激光燒)[16],并于 1992 年推出了商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備 Sinter Sation,此 3D 打印工藝光將材料粉末烤結(jié),直至成型[17]。91 年,美國 Helisys 公司的 Michael Feygin 獲得疊層實體制造技術(shù)(LOM],并開發(fā)了第一臺商業(yè)機型 LOM-1015,此工藝使用紙張、塑料薄膜等薄合后成型[19]。93 年,麻省理工大學(xué)教授 Emanual Sachs 發(fā)明的三維打印與膠粘技術(shù)(3[20],并授權(quán) Z Corp 公司,該公司于 1995 年生產(chǎn)出第一臺基于該工藝的打藝以粉末狀石膏、陶瓷、金屬為材料,如圖 1-2 所示,通過循環(huán)鋪粉和噴型。
打印技術(shù)是現(xiàn)階段最典型、最成熟的七類工藝,雖然都基于增材料和成型方式的不同,各自特點和具體應(yīng)用范圍也有所不同后,隨著各種 3D 打印技術(shù)不斷改進優(yōu)化,成型材料逐步開發(fā)領(lǐng)域引進 3D 打印技術(shù),取得豐碩的成果。Jetze Visser 等人結(jié),使用一種相對較新的 3D 打印技術(shù)-熔體靜電紡絲寫入(一種靜電場中形成噴射流來制備超細纖維)制造超細纖維加固凝膠長的模式制造關(guān)節(jié)軟骨,并且打印樣本在強度和彈性上都類似用于關(guān)節(jié)修復(fù),促進軟組織工程研究[27]。Ryan M. Hensleigh 片材形成多孔水凝膠,然后用超聲波破碎氧化石墨烯水凝膠,物,隨后利用 DLP 光固化 3D 打印技術(shù)打印設(shè)計的由相互連接撲結(jié)構(gòu),并在打印完成后燒掉聚合物留下純凈輕型石墨烯氣凝膠方法可達到 10 μm 的分辨率,接近石墨烯片的大小,使機械性烯在儲能,轉(zhuǎn)化,催化方向的發(fā)展[28]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]3D打印技術(shù)專利布局現(xiàn)狀及中國企業(yè)發(fā)展建議[J]. 王濤,王科. 新材料產(chǎn)業(yè). 2019(02)
[2]人體能量采集與存儲的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 梁文瓊,許巍,高華方,馬旭,李修函. 電子世界. 2019(01)
[3]3D打印技術(shù)在空間飛行器研制中的應(yīng)用研究[J]. 劉飛,王煒,李金岳,廖波,徐耀云. 航天制造技術(shù). 2018(06)
[4]石墨烯的制備與應(yīng)用研究進展[J]. 趙娟平,解念鎖,王少華. 鑄造技術(shù). 2018(12)
[5]中國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 王強,姜明偉,郭書貴. 中國科技產(chǎn)業(yè). 2018(02)
[6]FDM 3D打印高分子材料改性及應(yīng)用進展[J]. 李新,孫良雙,楊亮,彭家麗,李洪波,葉正濤. 膠體與聚合物. 2017(03)
[7]我國增材制造產(chǎn)業(yè)綜合標準化技術(shù)體系的建議[J]. 劉瓊馨,王順權(quán). 理化檢驗(物理分冊). 2017(09)
[8]方環(huán)聚合物噴射(PolyJet)彩色3D打印材料消耗分析[J]. 賴周藝,施瀚昱. 兵器裝備工程學(xué)報. 2017(07)
[9]3DP法三維打印技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J]. 張迪湦,楊建明,黃大志,陳勁松,湯陽. 制造技術(shù)與機床. 2017(03)
[10]粉末粘結(jié)式彩色3D打印機的研究與應(yīng)用[J]. 董莘,趙寒濤,李麒,張建平,朱金龍. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2017(02)
博士論文
[1]油畫的三維數(shù)字化及3D打印復(fù)制研究[D]. 陳晨.華南理工大學(xué) 2016
[2]顏色視覺辨別特性及色差評價研究[D]. 汪哲弘.浙江大學(xué) 2009
碩士論文
[1]三維噴印快速成形鑄造型芯材料與工藝研究[D]. 田樂.華中科技大學(xué) 2017
[2]3D打印技術(shù)在文化創(chuàng)意定制中的應(yīng)用研究[D]. 陳陽.華南理工大學(xué) 2017
[3]中國廣東核電集團核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 孫浩.山東大學(xué) 2013
[4]彩色三維打印成型系統(tǒng)的彩色切片算法開發(fā)與實驗研究[D]. 占志敏.華中科技大學(xué) 2013
[5]印刷品色彩預(yù)測模型[D]. 陳杰.江南大學(xué) 2011
本文編號:3290455
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
SLA-1設(shè)備[13]
Scott Crump 等人發(fā)明了熔融沉積成型技術(shù)(FDM)[14],成立 Stra在 1993 年開發(fā)出第一臺 FDM1650 機型,如今其開發(fā)的 FDM 制造系統(tǒng)在用最為廣泛,F(xiàn)DM 技術(shù)也成為國內(nèi)外桌面型 3D 打印用的最多的工藝[15]exas 大學(xué)的 C.R. Dechard(DTM 公司創(chuàng)始人之一)發(fā)明了選擇性激光燒)[16],并于 1992 年推出了商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備 Sinter Sation,此 3D 打印工藝光將材料粉末烤結(jié),直至成型[17]。91 年,美國 Helisys 公司的 Michael Feygin 獲得疊層實體制造技術(shù)(LOM],并開發(fā)了第一臺商業(yè)機型 LOM-1015,此工藝使用紙張、塑料薄膜等薄合后成型[19]。93 年,麻省理工大學(xué)教授 Emanual Sachs 發(fā)明的三維打印與膠粘技術(shù)(3[20],并授權(quán) Z Corp 公司,該公司于 1995 年生產(chǎn)出第一臺基于該工藝的打藝以粉末狀石膏、陶瓷、金屬為材料,如圖 1-2 所示,通過循環(huán)鋪粉和噴型。
打印技術(shù)是現(xiàn)階段最典型、最成熟的七類工藝,雖然都基于增材料和成型方式的不同,各自特點和具體應(yīng)用范圍也有所不同后,隨著各種 3D 打印技術(shù)不斷改進優(yōu)化,成型材料逐步開發(fā)領(lǐng)域引進 3D 打印技術(shù),取得豐碩的成果。Jetze Visser 等人結(jié),使用一種相對較新的 3D 打印技術(shù)-熔體靜電紡絲寫入(一種靜電場中形成噴射流來制備超細纖維)制造超細纖維加固凝膠長的模式制造關(guān)節(jié)軟骨,并且打印樣本在強度和彈性上都類似用于關(guān)節(jié)修復(fù),促進軟組織工程研究[27]。Ryan M. Hensleigh 片材形成多孔水凝膠,然后用超聲波破碎氧化石墨烯水凝膠,物,隨后利用 DLP 光固化 3D 打印技術(shù)打印設(shè)計的由相互連接撲結(jié)構(gòu),并在打印完成后燒掉聚合物留下純凈輕型石墨烯氣凝膠方法可達到 10 μm 的分辨率,接近石墨烯片的大小,使機械性烯在儲能,轉(zhuǎn)化,催化方向的發(fā)展[28]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]3D打印技術(shù)專利布局現(xiàn)狀及中國企業(yè)發(fā)展建議[J]. 王濤,王科. 新材料產(chǎn)業(yè). 2019(02)
[2]人體能量采集與存儲的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 梁文瓊,許巍,高華方,馬旭,李修函. 電子世界. 2019(01)
[3]3D打印技術(shù)在空間飛行器研制中的應(yīng)用研究[J]. 劉飛,王煒,李金岳,廖波,徐耀云. 航天制造技術(shù). 2018(06)
[4]石墨烯的制備與應(yīng)用研究進展[J]. 趙娟平,解念鎖,王少華. 鑄造技術(shù). 2018(12)
[5]中國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 王強,姜明偉,郭書貴. 中國科技產(chǎn)業(yè). 2018(02)
[6]FDM 3D打印高分子材料改性及應(yīng)用進展[J]. 李新,孫良雙,楊亮,彭家麗,李洪波,葉正濤. 膠體與聚合物. 2017(03)
[7]我國增材制造產(chǎn)業(yè)綜合標準化技術(shù)體系的建議[J]. 劉瓊馨,王順權(quán). 理化檢驗(物理分冊). 2017(09)
[8]方環(huán)聚合物噴射(PolyJet)彩色3D打印材料消耗分析[J]. 賴周藝,施瀚昱. 兵器裝備工程學(xué)報. 2017(07)
[9]3DP法三維打印技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J]. 張迪湦,楊建明,黃大志,陳勁松,湯陽. 制造技術(shù)與機床. 2017(03)
[10]粉末粘結(jié)式彩色3D打印機的研究與應(yīng)用[J]. 董莘,趙寒濤,李麒,張建平,朱金龍. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2017(02)
博士論文
[1]油畫的三維數(shù)字化及3D打印復(fù)制研究[D]. 陳晨.華南理工大學(xué) 2016
[2]顏色視覺辨別特性及色差評價研究[D]. 汪哲弘.浙江大學(xué) 2009
碩士論文
[1]三維噴印快速成形鑄造型芯材料與工藝研究[D]. 田樂.華中科技大學(xué) 2017
[2]3D打印技術(shù)在文化創(chuàng)意定制中的應(yīng)用研究[D]. 陳陽.華南理工大學(xué) 2017
[3]中國廣東核電集團核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 孫浩.山東大學(xué) 2013
[4]彩色三維打印成型系統(tǒng)的彩色切片算法開發(fā)與實驗研究[D]. 占志敏.華中科技大學(xué) 2013
[5]印刷品色彩預(yù)測模型[D]. 陳杰.江南大學(xué) 2011
本文編號:3290455
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