本文關(guān)鍵詞：銅漿料擠出3D打印技術(shù)的成型和燒結(jié)工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本課題主要研發(fā)了銅漿料的配制及其3D打印成型和燒結(jié)工藝,開發(fā)了新的金屬3D打印技術(shù)并研究了材料成分和形貌對成型質(zhì)量的影響。首先是對商業(yè)巧克力打印機(jī)進(jìn)行改進(jìn)來建立金屬漿料3D打印試驗(yàn)設(shè)備,使其能夠適合金屬漿料的打印和成型;然后通過試驗(yàn)確定打印參數(shù),配制適合打印的銅漿料;并對成型之后的樣品進(jìn)行脫蠟燒結(jié),研究脫蠟工藝和燒結(jié)工藝中溫度變化對燒結(jié)質(zhì)量的影響。銅漿料是由銅粉和石蠟組成,通過調(diào)節(jié)石蠟與銅粉的配比來配制適合打印中流動(dòng)擠出和擠出后的凝固成型的銅漿料,結(jié)果表明銅粉和石蠟的質(zhì)量比在100:9時(shí),漿料的流動(dòng)性較好,粉末裝載量最大,可以順利的擠出成型。通過工藝參數(shù)試驗(yàn)來觀察打印速度、擠出量、層厚等參數(shù)對擠出成型質(zhì)量的影響,可以確定合適的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)打印沒有缺口、表面光滑的成型件,在沒有支撐的情況下,最大打印傾角大概45°,打印機(jī)的成形精度為0.4mm。脫蠟是保證金屬燒結(jié)質(zhì)量的一個(gè)重要一環(huán)。通過熱重分析實(shí)驗(yàn)和SEM分析,結(jié)合實(shí)際的燒結(jié)效果,研究并確定了合適的脫蠟溫度和工藝。通過控制脫蠟溫度和保溫時(shí)間,得到形貌相對完好、沒有缺陷的脫蠟件,石蠟的脫出率為98%。燒結(jié)工藝研究是通過改變加熱溫度、加熱速度、保溫時(shí)間等參數(shù),來觀察其對燒結(jié)成型質(zhì)量的影響,確定了適合的燒結(jié)工藝來生成沒有缺陷,形貌完好的燒結(jié)件,其致密度最高可以達(dá)到90%,硬度達(dá)到77.98Hv;將2μm和0.5μm顆粒的銅粉進(jìn)行混合配比的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在合適的燒結(jié)條件下,當(dāng)2μm和0.5μm顆粒的銅粉比例為9:1時(shí),收縮比、燒失比等最小,燒失比只有5.11%,燒結(jié)質(zhì)量最好,成形尺寸比較容易控制。
【關(guān)鍵詞】：銅漿料 3D打印 打印參數(shù) 成型 脫蠟 燒結(jié)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF124;TP391.73
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 3D打印技術(shù)簡介10-16
• 1.1.1 金屬 3D打印技術(shù)10-11
• 1.1.2 金屬 3D打印技術(shù)特點(diǎn)11-12
• 1.1.3 金屬 3D打印技術(shù)在珠寶首飾上的發(fā)展和應(yīng)用12-15
• 1.1.4 漿料擠出 3D打印技術(shù)15-16
• 1.2 漿料 3D打印技術(shù)16-21
• 1.2.1 實(shí)驗(yàn)流程16-17
• 1.2.2 粘接劑的選擇17-18
• 1.2.3 脫脂工藝18-20
• 1.2.4 燒結(jié)工藝20-21
• 1.3 漿料擠出 3D打印技術(shù)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)21-23
• 1.4 本課題研究的目的及其主要內(nèi)容23-25
• 第二章 銅漿料的制備工藝研究25-33
• 2.1 引言25-28
• 2.1.1 臨界粉末裝載量25-27
• 2.1.2 理論粉末裝載量的計(jì)算27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)過程28-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料28-29
• 2.2.2 粘接劑的特點(diǎn)29
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 2.3 結(jié)果與討論30-32
• 2.3.1 石蠟的熱力學(xué)性質(zhì)分析30-31
• 2.3.2 不同配比對銅漿料的性能影響31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 銅漿料成型工藝優(yōu)化研究33-44
• 3.1 實(shí)驗(yàn)過程33-37
• 3.1.1 漿料打印機(jī)介紹及其改進(jìn)33-35
• 3.1.2 試樣的制備35
• 3.1.3 打印參數(shù)設(shè)計(jì)35-37
• 3.2 結(jié)果與討論37-43
• 3.2.1 擠出量對成型質(zhì)量的影響37-38
• 3.2.2 不同層高的對打印成型質(zhì)量的影響38-39
• 3.2.3 回抽值的大小對打印成型質(zhì)量的影響39
• 3.2.4 打印速度和成型精度的研究39-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第四章 銅漿料脫蠟工藝研究44-56
• 4.1 脫蠟實(shí)驗(yàn)過程45-47
• 4.1.1 原料及試樣的制備45
• 4.1.2 脫蠟實(shí)驗(yàn)工藝設(shè)計(jì)45-46
• 4.1.3 脫蠟氣氛的選擇46
• 4.1.4 材料分析測試方法46-47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論47-53
• 4.2.1 脫蠟工藝過程分析47-50
• 4.2.2 脫蠟溫度對試樣燒失比的影響50
• 4.2.3 脫蠟溫度對試樣體積變化的影響50-51
• 4.2.4 脫蠟溫度對試樣微觀形貌的影響51-52
• 4.2.5 脫蠟后材料組織性能分析52-53
• 4.3 脫蠟缺陷的產(chǎn)生及避免53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 燒結(jié)及后處理工藝研究56-70
• 5.1 燒結(jié)實(shí)驗(yàn)過程56-60
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料56-57
• 5.1.2 試樣的制備57
• 5.1.3 不同溫度下燒結(jié)工藝設(shè)計(jì)57
• 5.1.4 燒結(jié)工藝試樣設(shè)計(jì)57-58
• 5.1.5 不同顆粒的配比的理論計(jì)算和配比設(shè)計(jì)58-59
• 5.1.6 材料測試方法59-60
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析60-68
• 5.2.1 燒結(jié)工藝研究60-64
• 5.2.2 不同顆粒大小配比對燒結(jié)質(zhì)量的影響64-67
• 5.2.3 燒結(jié)成型機(jī)理分析研究67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-70
• 第六章 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75-76
• 致謝76-77

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本文編號(hào)：391464