三维快速成型打印机成型材料

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1、三维快速成型打印机成型材料Vol.33No.1Jan.2012铸造技术FOUNDRYTECHNOLOGY103··王位，陆亚林，杨卓如(华南理工大学化学与化工学院，广东广州510640)摘要：三维快速成型打印技术作为新兴技术，具有很大潜力。简述了三维快速成型打印技术的发展和现状，描述了三维打印技术的成型原理，材料的选择后处理过程，并提出了展望。关键词：3DP；成型原理；材料选择；后处理中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000-8356(2012)01-0103-04MaterialsforPrintingShapingin3DRapidPrototyping

2、TechnologyWANGWei,LUYa-lin，YANGZhuo-ru(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract：Thedevelopmentofthree-dimensionalprinting(3DP)technology,anewrapidprototypingtechnology，wasdescribed,andtheshapingprinciplewasdescribed,andsomethi

3、ngaboutthechoiceofmaterialsandthepost-processingwasputforward.Keywords：3DP;shapingprinciple;materialschoice;post-processing快速成型技术是利用三维CAD数据，通过快速成型机，将材料堆积成实体原型的技术，可以自动、快速、直接、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或制造零件。根据成型方法可分为两类：基于激光及其他光源的成型技术(LaserTechnology)和基于喷射的成型技术(JettingTechnology)［1］13D快速成型打印机原理三维快

4、速打印技术是使用喷头喷出粘结剂，选择性地将零件的截面“印刷”在材料粉末上面，最后层层将各个截面粘结起来。可用于制造复杂形状的模型、中空模型，或者制造复合材料或非均匀材料的模型等［6~7］。图1是三维打印成型机的剖面示意图。其工艺是先由铺粉辊从左往右移动，将供粉缸里的粉末在成型缸上均匀铺上一层，然后按照计算机上设计好的零件模型，由打印头在第一层粉末上喷出零件底层截面的形状，然后成型缸平台向下移动一定距离，再由铺粉辊从供粉缸中平铺一层粉末到刚才打印完的粉末层上，然后再由打印头按照第二层截面的形状喷洒粘结剂，层层递进，最后得到的零件整体是由各个横截面层层重叠起来的。这种技术将原

5、本只能在成型车间才能进行的工艺搬到了普通办公室，增加了应用面。。三维快速成型打印机(threedimensionalprinting,3DP)技术作为目前快速成形行业中最有生命力之一的技术，主要是将原来只有XY方向上的打印增加了Z方向的纵向移动，最后将Z向的各个截面结合起来得到立体模型。此技术具有设备简单、材料便宜、材料类型广泛、工作过程中无污染、成形速度快等优点，制作速度比其他技术快5~10倍，不需要制作支承,成本远低于其他快速成型技术,广泛应用于成型工业、建筑设计、医用器械制备、气象等方面［2］。3DP技术由麻省理工学院EmanualSachs等人开发，近几年在国外得

6、到了迅猛发展。美国ZCop公司与日本RikenInstitute于2000年研制出基于喷墨打印技术的、能够做出彩色原型件的三维打印快速成型机。2000年以色列的ObjectGeometries公司推出了基于结合3Dink-Jet与光固化工艺的三维打印快速成型机Quadra。美国3DSystem、荷兰TNO以及德国BMT公司等都生产出自己研制的3DP设备，但是此项技术在国内还处于研发阶段，打印机和原料均需进口，成本非常昂贵，因此，有很大发展潜力［3~5］。收稿日期：2011-05-17；作者简介：王位（1986-修订日期：2011-06-26），重庆人，硕士研究生.主要从事

7、3D快速图1三维快速打印技术工作原理示意图成型技术材料研究.Fig.1Theworkingprincipleschematicof3DP104··FOUNDRYTECHNOLOGYVol.33No.1Jan.20122材料选择目前此技术发展的最大阻碍就在于成型所需的材2.2粘结剂选择用于打印头喷射的粘结剂要求性能稳定，能长期储存，对喷头无腐蚀作用，粘度低，表面张力适宜，以便按预期的流量从喷头中挤出，且不易干涸，能延长喷头抗堵塞时间，低毒环保等。液体粘结剂分为几种类型：本身不起粘结作用的液体，本身会与粉末反应的液体及本身有部分粘