《d打印技术》word版

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1、快速成型技术论文作业三维打印成型技术最新研究进展姓名：杜延辉学号：1000404040专业：材料成型及控制工程院　系：机械工程学院2013年10月27日摘要采用三维打印成型工艺和反应熔体渗透工艺相结合制备复合材料，可在较大范围内设计材料成分和微结构，并可近尺寸制备复杂形状的部件。该方法为航空领域热结构部件的设计和制造提供了新途径。关键词三维打印成型材料三维打印成型工艺的最新研究进展与成果三维打印成型是一种快速原型技术，可将计算机设计的三维模型构建成三维实体。采用三维打印成型工艺和反应熔体渗透工艺相结合制备复合材料，可在较大范围内设计材料成分和微结构，并可近尺寸制备复

2、杂形状的部件。该方法为航空领域热结构部件的设计和制造提供了新途径。 采用三维打印成型工艺和反应熔体渗透工艺相结合制备复合材料，可在较大范围内设计材料成分和微结构，并可近尺寸制备复杂形状的部件。该方法为航空领域热结构部件的设计和制造提供了新途径。三维打印成型工艺三维打印（Three Dimonsion Printing,3DP）是一种快速原型技术，可将计算机设计的三维模型数据分为层片模型数据，将特定原材料一层一层堆积成型直至完成整个实体的构建。三维打印后埋在粉体中的三维打印部件。 3DP成型具有成本低、工作过程无污染、成型速度快等优点，目前多应用于多孔陶瓷过滤件和医学

3、工程等领域。其中，采用间接三维打印工艺可以控制多孔陶瓷的细观孔隙分布。通过控制打印粉体的预处理工艺，即可调节粉体粒径及粒径分布等参数。调节打印工艺参数（如粉体层厚度和打印液的流变参数），即可改变打印部件的精度、孔隙率、孔隙分布和表面粗糙度等。可通过预烧结等工艺达到提高多孔陶瓷坯体强度和形状稳定的目的。3DP已被证明可以制造各种由金属、陶瓷和聚合物材料组成的复杂形状部件 。与聚合物基材料不同，采用三维打印工艺制造金属和陶瓷部件仍然处于研发阶段，需要找到新材料和新方法克服现有工艺的不足。3DP的工艺特点为粉体颗粒堆垛并由粘结剂粘结在一起，3DP坯体的孔隙较多，这导致3D

4、P部件的强度较低。为了提高3DP材料的强度，需要采用后处理工艺，其中常用的后处理工艺为烧结工艺，其烧结温度需要一临界值，既保证提高材料密度又不改变材料组织结构和部件外形结构。但是，烧结后的材料线收缩率很大，例如采用3DP工艺制备的致密Inconel 718部件体积收缩高达 19.5%～21.5%[3]。对于陶瓷基材料，制备致密部件尤其需要采用合适的后处理工艺，这是近几年研究的一个难点。本文将重点介绍采用三维打印工艺制备新型陶瓷基材料的研究状况。三维打印成型设备的最新产品与技术情况（一）三维打印机的种类。目前有多种快速成形设备被称为三维打印机,但它们在成形原理上却有所

5、差别。三维打印机的成形原理主要有以下几类。1)最早出现的三维打印机是基于MIT的专利,工作方式类似于喷墨打印机,成形时先在工作平面上铺一层粉末材料,喷头对分层截面区域喷洒粘接剂,将材料粘接在一起,完成一层后,工作台下降一个层高,进行下一层的成形,如此往复直至完成零件。采用这种成形方式的主要有ZCorporation公司的ZPrinter系列和ExOne公司的R系列三维打印机,此类成形机能够使用的材料种类比较多,包括石膏、塑料、陶瓷和金属等,而且还可以打印彩色零件,成形过程中没有被粘接的粉末起到支撑作用,能够成形内部具有复杂形状的零件。这类成形机通过采用多打印头和喷嘴

6、来提高成形效率,如ZPrinter450成形机具有2个打印头(604个喷嘴),成形速度为2～4层/分钟,层厚为01089～01203mm,分辨率为300×450dpi,成形尺寸为203mm×254mm×203mm。2)采用喷头直接喷射热塑性材料成形是另一种具有代表性的成形方式,如Solidscape公司的T系列成形机和3DSystems公司的ProJetTMCPX3000成形机。这种方式需要单独的喷头来喷射支撑材料在成形结束后再将支撑去除,成形精度、速度等受喷出微滴尺寸、喷头运动速度等因素的影响。Solidscape公司的T612Benchtop成形机,喷出液滴直径

7、为<01076mm,成形层厚为01013～01076mm,喷头运动速度最高为50mm/s,成形工作室体积为30418mm×15214mm×15214mm。3)Objet公司基于其PolyJetTM技术的三维打印机则采用液态光敏树脂材料,在喷头两端装有紫外线灯,树脂被喷洒到工作平面上后,随即被紫外线灯照射固化。该工艺的特点是精度高,每层厚度为01016mm,并可成形厚度小于016mm的薄壁墙等特征。4)Solido公司的SD300三维打印机则采用PVC薄膜层层堆积和切割的方式成形零件,设备大小和普通的喷墨打印机近似,成形尺寸为160mm×210mm×135mm,X