3D打印桌面机制作砂型模具制品分析

3D打印技术由于其简单的加工成型工艺、优异的材料利用率等一系列优点已被人们广泛关注。就目前而言,3D打印技术仅适用于小批量及个性化零配件制品的生产加工,应用范围较窄。本文选用FDM熔融沉积成型技术,以PLA线性材料作为打印原材料制作砂型模具制品,后期使用铸造成型工艺进行批量生产零配件制品。实验结果表明:3D打印制品具有良好的力学性能,3D打印制品可作为砂型模具使用,后期可使用该模具进行铸造成型工艺批量生产小型制品。本文验证了FDM熔融沉积成型技术制备砂型模具具有可行性,且模具后期可用于铸造成型工艺,验证了通过3D打印技术完成批量生产制品的可行性。     

聚酰胺12制品3D打印成型力学性能研究

应用3D打印技术中的熔融沉积成型法(FDM)和选择性激光烧结工艺(SLS)制备聚酰胺12(PA12)试样,研究了3D打印中构建不同取向方式对PA12力学性能的影响。同时,将3D打印试样与传统注射成型试样对比,比较了两者的性能差异。结果表明,FDM技术中构建不同打印取向影响PA12制品的力学性能,与注射成型相比,FDM试样的拉伸强度可达注塑件的56.3 %左右,断裂伸长率约为注塑件的60.9 %;SLS技术中,不同打印取向对制品的拉伸强度无明显影响,其拉伸强度可达注塑件的90 %以上,但其断裂伸长率较低,不足注塑件的10 %。     

FDM工艺中构建取向对塑料制品力学性能的影响

3D打印技术在塑料加工领域的影响力越来越大,但3D打印制品依然存在强度不足等问题。选用3D打印技术中的熔融沉积成形(FDM)技术作为研究对象,通过实验ABS及PLA试样的拉伸强度及断裂伸长率,分析了FDM技术中构建取向对塑料制品力学性能的影响,此外通过与注塑试样进行对比,研究了FDM技术制品与传统注塑制品力学性能上的差距。实验结果表明:采用不同构建取向的试样呈现各向异性,但对ABS试样的影响大于PLA试样;ABS试样的拉伸强度最高约为注塑试样的78.53%;PLA试样与注塑试样无较大差距,但断裂伸长率最高仅为67.77%。实验证明合理的构建取向能够提高FDM制品的力学性能,接近或达到注塑工艺的水平,验证了FDM技术制备功能产品方面的可行性。     

3D打印桌面机制作CNTs/PLA复合材料制品性能分析

3D打印技术已日趋成熟,其简单的成型方式、优良的材料利用率等一系列的优点对传统塑料加工领域的影响日趋深刻。同时3D打印制品依然存在耗材单一、制品用途不广泛等缺点抑制了3D打印技术在传统塑料加工行业中的应用。本文选用3D打印技术中的熔融沉积成型(FDM)加工工艺作为技术支持,使用PLA作为基材,通过加入不同含量的CNTs制作可导电性复合材料作为研究对象,通过对不同配比下CNTs/PLA复合材料所具有的性质进行实验,研究不同配比下CNTs/PLA复合材料的电导率大小的关系。实验结果表明:在CNTs含量为5%的复合材料3D打印制品中就可实现其导电性,电导率为:0.228 1;在CNTs含量为10%的复合材料3D打印制品中导电性较好,电导率为:1.314 7。实验证明了塑料复合材料具备可导电这一性能,并且CNTs含量越高,导电性能越好。本文验证了FDM技术制备可导电性复合材料的产品具有可行性。     

3D打印用ABS研究进展

介绍了三维（3D）打印技术、熔融沉积成型（FDM）与3D打印用丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）存在的问题,讨论了3D打印用ABS材料的成分配方、制备工艺、打印工艺、性能与用途,并指出加大对ABS材料的研究力度,使其能够应用于3D打印的同时,不断提升其打印制品的力学性能,赋予其多种特殊性能,以扩宽3D打印ABS材料的应用范围,是重要的研究方向之一。     

FDM工艺中填充率对塑料制品力学性能的影响

FDM工艺作为3D打印技术的实现方法之一,依据易操作、成本低、成型周期短等优点,近些年取得了快速发展。但3D制品的力学性能一直是制约其发展的重要因素,提高3D制品的力学性能对扩大其应用范围具有至关重要的作用。针对FDM工艺中制品的填充率展开实验探索,通过FDM工艺制备ABS和PLA 2种试样,并与同种材料的注塑试样进行对比,探究了填充率对拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率的影响。结果表明,拉伸强度和拉伸模量随填充率的提高而增强,断裂伸长率随填充率的提高呈现先提高后下降的趋势;当填充率为100%时,基本能达到注塑件的拉伸强度,而且,PLA材料的拉伸模量高于注塑件;ABS材料的断裂伸长率也高于注塑件。可见,制品填充率会影响FDM制品的力学性能,合理选择填充率能够获得接近或超过注塑工艺水平的FDM制品,同时降低生产成本。     

石墨烯增强尼龙复合材料3D打印工艺研究

研究的是石墨烯增强尼龙复合材料(Graphene-PA6)如何合理应用于熔融沉积制造(FDM)3D打印技术。通过熔融共混法制备了该复合材料,并设计了正交实验,对该材料的FDM工艺进行了详细研究,得出以下结论:基于Graphene-PA6材料,当设置FDM工艺参数喷嘴温度245℃,底板温度60~70℃,打印速度27 mm/s,喷嘴直径0.4 mm,层厚0.20 mm时,该复合材料的FDM工艺效果最好。对于制品力学性能结果值的影响程度由大到小分别是石墨烯含量、喷嘴温度、打印速度和底板温度。当石墨烯质量分数为0.05%时,用上述FDM工艺参数所打印出的成型件力学性能最佳。     

熔融沉积成型3D打印技术应用进展及展望

介绍熔融沉积制造(FDM)3D打印技术的产生和特点。着重介绍了FDM 3D打印技术在汽车工业、航空航天、医疗卫生、教育教学、食品加工等领域的实际应用情况。并对FDM 3D打印技术的应用前景进行展望。     

3D打印成型工艺及其应用研究

从增材制造的实现原理出发,分析了当前几种主流三维（3D）成型工艺的技术特点、设备原理及实现流程。以工业级3D打印机为研究平台,将熔融沉积成型（FDM）工艺应用于复杂型腔结构和传动组件结构的快速成型,通过3D建模、数据转化、切片处理、工艺参数选择、模型包计算及工艺后处理等一系列环节的实践探索,明确了FDM成型工艺的技术原理与应用流程,并成功制作了丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）材质的3D打印模型。结果表明,复杂型腔零件切片厚度为0.254 mm、传动组件切片厚度为0.178 mm时,3D成型件具有理想的工艺精度和打印效率。     

熔融沉积方式对PLA/TPU体系冲击性能的影响

以聚乳酸(PLA)为基体、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为改性剂,采用熔融共混法通过双螺杆挤出造粒,并经线材机制得直径为(1.75±0.05)mm的三维（3D）打印线材,再进行熔融沉积成型(FDM)为PLA/TPU 3D打印制品。通过摆锤式冲击试验机、扫描电子显微镜等仪器设备研究了相形态（TPU含量）和沉积方式对PLA/TPU体系冲击性能的影响。结果表明,TPU的加入使PLA冲击韧性增强,提高幅度为631.0 %;熔融沉积方式对PLA/TPU共混体系缺口冲击强度有显著的影响,其中45 °/45 °时冲击强度较高,提高幅度为101.9 %;该研究可以为设计FDM模式的3D打印工艺参数提供科学依据。     

FDM技术制备高分子复合材料研究进展

熔融沉积成型(FDM)是3D打印技术的一种,但其制品强度不能满足工业化的要求。在熔融沉积成型中向高分子基体中加入纤维来制备复合材料从而达到增强的目的,已经成为国内外3D打印研究的热点。从非连续纤维与连续纤维增强高分子复合材料的成型方法两个方面总结了FDM技术制备纤维增强高分子复合材料国内外的研究进展,并着重介绍其制备装置、成型工艺及存在的主要问题,最后对其前景进行了展望。     

基于FDM聚乳酸3D打印材料的工艺性能研究

通过熔融共混法制备了聚乳酸3D打印材料,通过对打印温度、打印精度、打印填充度等打印工艺参数的调节,探究了打印工艺对打印制品力学性能的影响。结果表明,打印温度对制品性能存在最佳值,打印精度在影响力学性能的同时还决定着制品的表观性能,打印填充度对制品的力学性能影响最大;在最优的打印条件下,打印材料与母体材料拉伸强度之比大于0.77,表明该3D打印材料具有较好的打印工艺性。     

工艺路径规划算法对FDM打印质量与效率的影响

为了研究熔融沉积成型(FDM) 3D打印技术的工艺路径规划(挤出路径、打印速度及挤出量等)对打印质量和打印效率的影响,提高FDM的打印效果,使用三款不同的工艺软件(QidiPrint,FlashPrint及Simplify3D)对工艺路径进行规划。通过分析三款不同的工艺软件的工艺路径规划算法和打印实体模型,发现三者的挤出方式虽然不同,但均采用复合挤出的方式,将偏置挤出和往复直线挤出的优点最大化,且由外向内的挤出方式打印模型表面质量更优;层间连贯轨迹的设计能增加打印的连贯性,可使产品具有更好的整体性;通过合理地安排挤出路径,有助于提高产品的表面工艺质量,减少打印过程中的走空路径,降低"台阶效应"和拉丝现象,节省打印时间和耗材用量。     

3D打印陶瓷技术的研究进展

本文介绍了3D打印区别于传统制造的特点,阐述了3D打印技术基于增材制造的机理,通过对3D打印制品的举例分析突出了3D打印生产的优势。介绍了融熔沉积成形技术(FDM)、分层实体制造技术(LOM)、光固化成形技术(SLA)和激光选区烧结技术(SLS)四种较为成熟的3D打印成形技术,具体揭示了成形原理。之后介绍了有机前驱体陶瓷、氧化铝陶瓷和磷酸三钙陶瓷三种比较具有代表性的陶瓷材料,展示了3D打印的应用领域之广,对当前3D打印行业的市场现状进行了分析,并结合我国3D打印行业现状分析得出我国要大力发展3D打印技术的结论。     

熔融沉积3D打印设备研究进展

阐述了3D打印技术的种类,介绍了熔融沉积成型(FDM)技术的原理、特点及其目前存在的问题;从控制方法(温度控制、运动控制、路径控制)和运动机构(送料机构、喷嘴、运动机构)两个方面系统综述了国内外FDM 3D打印设备的最新研究进展;最后,指出了目前FDM 3D打印设备所面临的挑战及需要解决的问题,展望了FDM 3D打印设...     

FDM分层高度对制品力学性能和表面质量的影响

基于FDM工艺,实验研究了不同分层高度对3D打印制品力学性能和表面质量的影响。结果表明:一定范围内,随着分层高度的增加,制品拉伸强度逐渐降低,而断裂伸长率则逐渐升高;在成型方向上,随着分层高度的增加,表面粗糙度增加,同时沉积层的表面轮廓由三角形逐渐向半圆形过渡,而垂直于成型方向的轮廓线,无明显尺寸精度变化,表明与分层高度相关性较小。     

基于工程塑料的3D打印技术应用研究进展

针对军用电子产品快速验证的需求,开展了3D打印技术的应用研究。通过分析现有3D打印技术、材料与应用领域,进一步对比分析基于工程塑料的熔融沉积成型(FDM)、立体光固化成型、选择性激光烧结、叠层实体制造四种3D打印技术的优缺点,着重阐述了FDM技术在国内外的工程应用情况,指出国内外FDM技术存在的差距,最后展望了3D打印技术的下一步应用方向。     

熔融沉积成型的3D打印专利技术综述

本文对DWPI和SIPOABS专利数据库进行检索,分析近年来涉及熔融沉积成型(FDM)3D打印技术领域的专利申请。专利申请涵盖了成型工艺和装置、熔丝材料、支撑结构和液化器结构的研究改进等方面。熔融沉积工艺具有成型速度快、成本低、成型精度高等特点,是快速成型中最具发展前景的成型工艺之一。     

基于开源软硬件的多功能FDM型3D打印机研究与开发

为解决当前FDM型桌面3D打印机存在的打印精度不高、功能单一、打印速度较慢等问题,设计了一款基于开源软硬件的多功能FDM型3D打印机。XYZ轴全部采用滚珠丝杆+导轨传动方式,并对其进行了分析计算和选型,实现了摩擦阻力小、精度高、速度快等效果。通过更换线材挤出和气压挤出两套系统,拓展了可打印材料的范围,实现多功能打印。基于开源软硬件改造开发,成本低,可拓展性强,性能可靠,具有一定的实用价值。     

3D打印用聚丙烯复合材料的制备及性能研究

将碳酸钙和滑石粉按质量比为1∶1混合,与聚丙烯(PP)共混,制备可用于熔融沉积法(FDM)打印的PP材料,研究填料用量对3D打印试样力学性能和微观结构的影响。结果表明,随着填料用量的增大,3D打印制品的力学性能下降,PP材料的收缩率显著降低,试样内部纤维之间无空隙。当碳酸钙和滑石粉质量各占配方总质量的20%时,3D打印的PP制品性能最好。