3D打印用ABS丝材性能研究

以丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)为基体,分别以碳酸钙、短切玻璃纤维(GF)和色母粒为改性填料,通过挤出成型制备改性ABS丝材,然后采用3D打印技术中的熔融沉积成型(FDM)技术,通过FDM型3D打印机打印测试试样,对其力学性能及收缩率展开研究。研究结果表明,碳酸钙填料的加入使得ABS 3D打印试样的拉伸强度降低,用量为2份的短切GF可略微提高试样的拉伸强度,但随着GF含量的增加拉伸强度下降;当打印速度不高于50 mm/s时,相比于橘黄色母粒,蓝色母粒可提高试样的拉伸强度;改性ABS试样的拉伸性能随着打印速度的增加呈现两种不同的变化趋势,这可能由材料流动性能的差异所引起;随碳酸钙或GF用量增加,试样的收缩率逐渐降低,其中GF改性ABS试样收缩率的降低幅度更大,相比于橘黄色母粒,蓝色母粒的加入能够更有效地降低ABS试样的收缩率。     

螺杆式3D打印控制参数及成型精度优化

基于螺杆挤出原理设计了一款使用颗粒状原料的3D打印装置,可满足打印多材料工业级大型制件的需求。打印过程控制参数对制件质量、尺寸精度的影响较显著。利用自主设计的螺杆挤出式3D打印装置,以自制聚乳酸基复合颗粒材料为打印原材料,通过设计正交试验研究了在喷嘴直径和底板温度一定的情况下,喷嘴温度、打印速度、层高、挤出丝单位脉冲数4个过程控制参数对打印效果的影响,并且获得较优的工艺参数组合。从打印制件的质量、成型精度和拉伸力学性能3个方面进行分析,结果表明,喷嘴温度设置为210℃、打印速度设置为30 mm/s、层高设置为0.7、挤出丝单位脉冲数150为该装置的较优工艺参数组合。     

3D打印氧化硅陶瓷的制备及性能研究

随着陶瓷3D打印技术的发展,3D打印高性能陶瓷越来越受关注,在航空航天领域得到快速应用.通过研究分散剂、浆料pH、氧化硅粉体粒径和固相含量对浆料粘度和流动性的影响,可制备出粘度低、固相含量高、流动性好的陶瓷浆料.测试了不同固相含量对SiO2陶瓷的弯曲强度、烧成收缩率、气孔率和致密度的影响.结果表明:在68vol%的固相含量条件下,烧结后SiO2陶瓷的致密度达到74.32%,烧成收缩率为0.95%.     

聚乳酸/碳纤维复合材料的3D打印线丝制备及其性能研究

本研究用高混机充分混合碳纤维(CF)和聚乳酸(PLA),再通过单螺杆挤出机制备出聚乳酸/碳纤维(PLA/CF)复合材料线丝,并成功地制备3D打印试样。通过测试PLA/CF复合材料线丝的力学性能,热性能,断面形态,发现PLA/CF复合材料线丝的耐热性高于纯PLA线丝,并且CF含量为1%的复合材料线丝的断裂强度可达70 MPa,高于纯PLA线丝的断裂强度,证明CF对PLA本体有增强效果。但随CF含量增加,断裂强度却有一定程度的下降,这可能是高含量CF的分散和复合材料的界面等因素影响的结果。     

3D打印光敏树脂的性能研究

二氧化硅由于不参与化学反应,适量加入可以降低树脂固化物的体积收缩率和热膨胀系数,还可以提高树脂固化物的力学性能。但是,二氧化硅在树脂中的含量多少仍是3D打印树脂配方中未解决的一大问题。通过对比填充SiO_2为0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%树脂的二氧化硅分散程度以及测量样品的质量指标:胶凝含量、储能模量和损耗模量,进而确定二氧化硅最优含量。SEM结果表明:SiO_2在树脂中的分散效果随含量的增加而下降。通过对比不同样本的凝胶含量可知:随SiO_2填充量的增加,样本的凝胶含量逐渐下降。通过比较储能模量和损耗模量可知:随着SiO_2填充量的增加,样本力学性能呈先增加,后减小的趋势。当其含量在1%时,样本成型的力学性能最优。综合考虑二氧化硅在树脂中的分散特性,对于树脂的固化率和成型质量的影响,确定SiO_2最优填充量为1.0%。最后,基于最优SiO_2填充量的树脂配方进行3D打印试验,结果表明3D打印的成型试件能够完整地制作出高度大于10 mm以上的部件。     

Torc2开发出用于3D打印医疗设备的柔性3D打印塑料

<正>近日,英国公司Torc2开创性地开发出一种耐用的柔性3D打印塑料。它是一种热塑性复合材料,在37℃下是固体,在55℃左右时则具有很好的延展性,可以重塑。这意味着可以直接在患者身上调整和改变由这种材料制成的3D打印医疗设备,这可能会改变肢体损伤等病情的治疗方式。据开发者介绍,这种材料可以用来制造治疗脑瘫和髋关节发育不良的夹板和支撑物,也适合用来为下肢假     

基于FDM螺杆式3D打印陶瓷基复合材料成型工艺参数的研究

基于螺杆式FDM快速成型设备,可以打印结构复杂、致密度高的氧化铝陶瓷粗坯,其工艺参数的选择对零件的成型精度有重要的影响。本文以PLA-PP-PW-SA为黏结剂的氧化铝陶瓷基复合材料为实验材料,探究了在喷嘴直径一定的情况下,质量流量与螺杆塑化温度和成型温度、容腔压力、螺杆转速的变化规律,并探究了不同层高下的打印效果。结果表明:在喷头直径为0.4 mm,螺杆塑化温度为160℃,成型温度为175℃,螺杆转速为0.3～0.8 r/min,容腔内压力在0.2～1.0 MPa,层高为0.2 mm的工艺参数下能够打印出较为理想的陶瓷粗坯。     

NASA开发出混合3D打印技术

科学家正在用一种新型的3D打印技术制造火箭的零部件,这种技术能够在一个部件上混合打印多种合金或金属。     

聚乳酸3D打印螺杆设计及挤出仿真分析

针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机产品成型过程中存在的物料熔融挤出不均匀、所能选择的打印材料单一等方面的不足和局限性,设计了一种新型桌面级3D打印机用变距螺杆.阐述了螺杆的挤出原理并分析了在螺杆的作用下物料挤出过程中发生的物理状态变化,基于螺杆的工作环境选择加工螺杆时所需要的材质.利用Solid Works软件建立了...     

螺杆挤出式3D打印机结构设计与仿真分析

分析了传统桌面级FDM型3D打印机与螺杆挤出式3D打印机的挤出原理,为提升桌面级FDM型3D打印机对打印材料的兼容性并降低打印材料的制作成本,设计了螺杆挤出式3D打印机新结构,具有螺杆与机筒便捷拆换功能.结合设计计算获得了适用于打印丙烯腈?丁二烯?苯乙烯共聚物(ABS)材料的螺杆计量段结构,在螺杆低转速与小型化的要求下...     

3D打印制备人工集料及性能研究

受岩石种类及力学性能的影响,传统工艺所生产的集料形态存在明显差异,难以定性和定量研究其对沥青混合料性能的影响。因此,本文基于3D打印技术,提出一种形态特征、粒径和体积可调控的人工集料制备方法。首先,扫描并获取不同形态特征集料的三维模型,调整获取模型的粒径及体积,以聚乳酸(PLA)为原材料,3D打印特定形态、粒径和体积的集料颗粒。然后,使用硅胶复模方法,以水泥砂浆为原材料,制备具有特定形态特征的人工集料。结果表明,所制备人工集料的表面积误差小于6%,体积误差小于3%,压碎值、磨耗值、坚固性、黏附性等级等质量技术指标均符合规范要求。通过3D打印技术,可制备形态特征良好、具有特定粒径和体积的人工集料用于代替天然集料,为进一步开展集料形态特征对沥青混合料性能影响的相关研究提供技术支撑。     

基于Adina的注射螺杆计量段塑化过程模拟研究

讨论了在Adina流体分析模块中模拟注射螺杆计量段塑化过程时出现的关于熔体流道模型、材料模型、载荷及边界条件设置等问题。并以PVC塑化螺杆为例,在Adina流体分析模块中模拟分析了螺杆不同转速下,熔体在计量段的压力场、剪切应力场和速度场,并将模拟分析结果与现有研究结果进行了对比验证,其结果基本一致。因此,Adina可用于注射塑化过程的模拟分析,以降低螺杆研发成本和周期。     

用于3D打印光固化树脂的制备和性能测试

以二缩水甘油醚和丙烯酸为主要原料,合成了一系列低黏度的二缩水甘油醚二丙烯酸酯预聚物,研究了反应温度、催化剂的种类及用量等条件对反应速率的影响。优化的合成反应条件为:反应温度95~105℃,以三苯基膦为催化剂,用量为0.5%。同时,将合成的产物作为光敏预聚物配成3D打印光固化树脂,并对其进行性能测试,结果表明,所配制的光固化树脂体积收缩率在5%左右,柔韧性优于以双酚A型环氧丙烯酸酯为预聚物的光敏树脂。     

纤维对3D打印混凝土打印性能与力学性能的影响

为了研究纤维掺入对3D打印混凝土(3DPC)性能的影响,通过掺入聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)纤维以及剑麻纤维,探究了纤维对3DPC流变性能、打印性能、力学性能以及孔结构的影响规律。流变性能测试结果表明,3DPC的静态屈服应力与三种纤维的掺量均呈线性上升关系,但纤维对3DPC流变性能的影响程度有所差异。打印性能测试结果表明PVA纤维的掺入会降低3DPC的可挤出性,但能明显提高挤出后混凝土的尺寸均匀性。力学性能与孔结构的测试结果表明,PP纤维对3DPC抗压强度有明显的提升效果,剑麻纤维对3DPC抗折强度有最显著的增强效果,而纤维掺量提高会降低3DPC表观密度,使内部孔隙率增加,从而导致高掺量纤维的增强效果弱于低掺量纤维。     

一种螺杆塑化能力的计算方法

根据挤出熔融模型用解析法计算熔融速率，预测螺杆的塑化能力。并以交联低密度聚乙烯为例，介绍如何进行计算，然后将计算结果与实验数据进行比较分析，证实了解析计算方法的可靠性。     

螺杆轴向移动对塑化流场均匀性影响的三维仿真研究

采用Polyflow软件对相同工艺条件下螺杆挤出机和往复式螺杆注塑机塑化时计量段流道内熔体进行了三维非等温流动模拟。比较两者中温度场、黏度场、速度场及压力场分布。结果表明,挤出螺杆塑化时的温度和黏度分布更加均匀;注射螺杆后退有利于提高熔体输送能力,但挤出螺杆塑化更稳定。     

个性化多层结构气道支架设计与3D打印

针对现有气道支架在临床应用时存在再狭窄发生率高、组织感染和容易移位等缺点,提出了一种基于3D打印技术的气道支架个性化定制方案.借助计算机进行三维建模,设计形状和尺寸与患者气道局部解剖结构精准匹配、具有3层结构和表面分布有钉状凸起的个性化气道支架模型.以医用级热塑性聚氨酯为材料,采用3D打印机制备气道支架,研究打印温度、...     

啮合同向双螺杆挤出过程非啮合开槽螺纹元件组合流道三维流场分析

应用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出过程包括非啮合多过程螺纹元件（NI-MPE）组合流道进行了等温非牛顿三维流场模拟分析，得到了包括NI-MPE元件的组合流道的压力场、速度场、剪切速率场和剪切应力场，并与包括非啮合常规螺纹元件的组合流道的模拟结果进行了对比。