基于3D打印的晶体结构仿真与模拟研究

为了激发大学生学习材料科学与工程专业的热情,掌握固态金属及合金的基本晶体结构,巩固材料学科研究的基础以及材料学科教学大纲中的重点,鼓励学生掌握计算机模拟做图技术,进一步理解三维晶体结构这一难点。借助3Dmax打印技术对三维晶体结构进行仿真模拟,利用3D打印机打印成型,打印14种布拉菲晶格的晶体结构,这不仅可以让学生了解金属晶体结构的多样性,而且让学生掌握了这些复杂性、抽象性和逻辑性等特点的知识,提高学生空间想象能力,以及结合计算机进行构思、设计和解决实际问题的能力。同时,这种创新型的三维教学模式提高了学生的创新思维能力、提高教师的授课质量。     

3D打印用碳纤维增强复合材料挤料机设计与工艺分析

材料制备是3D打印的前提。碳纤维增强复合材料与普通3D打印所使用的热塑性材料在成型工艺、制备条件上有较大差异。针对3D打印用碳纤维增强复合材料的制备问题,研究材料挤料装置特性及工艺条件,通过流体分析和3D打印实验设计挤料装置并确定碳纤维增强复合材料的最佳成型工艺,达到3D打印成型性能增强的目的,为高效高精的碳纤维复合材料3D打印提供基础。     

基于3D打印负压自动调节装置的研究及应用

3D打印负压自动调节装置包括:控制器、负压发生器、负压存储罐、墨盒和负压传感器。负压发生器与负压存储罐相连接,用于产生负压;负压存储罐与墨盒相连接,用于储存一定量的负压;负压传感器与控制器相连接,安装于墨盒的顶部,用于检测墨盒中的负压值。研究了现有技术的3D打印机负压系统存在的问题。结果表明,采用负压自动调节装置解决了喷墨异常问题。该负压自动调节装置能够提高砂型负压系统稳定性,提升喷墨质量,保证打印砂型的整体质量。     

3D打印砂型性能各向异性研究

介绍了3D打印砂型性能的各向异性,研究了经喷墨3D打印成型的砂型X、Y、Z 3个方向性能的差异大小和影响因素:首先,将用于测试的砂型试块用喷墨3D打印机打印成型,测试试块拉伸性能,确定试块X、Y、Z 3个方向性能差异大小;其次,更改喷墨打印参数,验证各项参数对X、Y、Z 3个方向性能影响的大小;最后,确定喷墨打印砂型X、Y、Z 3个方向性能差异的具体数值并得出降低X、Y、Z 3个方向性能差异的方法。得出结论:通过调整各向打印参数寻找合适匹配关系,可有效降低砂型各向性能之间的差异,提高砂型的综合性能,以满足实际生产的需求。     

铸造砂型3D打印技术应用及选型分析

研究了当前铸造砂型3D打印机的应用原理、工艺流程及主要性能,并对选型参考、应用等方面进行分析。结果表明,砂型3D打印技术相比传统树脂砂铸造技术有其先进性及优势,企业用户在选择砂型3D打印设备时,需根据自身企业产品的特点综合考虑,砂型3D打印在铸造上的应用工艺已相对成熟。     

3D打印速度的影响因素及改善措施研究

3D打印作为一项先进制造技术,近年来在全世界得到了广泛的重视和发展,打印速度是限制3D打印技术发展的重要瓶颈之一。介绍了限制3D打印速度的主要因素,从打印设备、控制策略、成型工艺方法等方面论述了提高3D打印速度的方法和措施,为今后提高3D打印速度的研究提供了方向和思路。     

铸造3D打印智能工厂设计实例

针对传统生产工艺落后、生产过程中能耗较高、污染较严重、资源利用率较低、劳动强度密集等突出问题,提出了以先进3D打印工艺取代传统的手工造型,并实现智能化生产.详细阐述了由成型智能单元、熔炼智能单元、砂处理智能单元和精整智能单元组成的智能工厂平面布置和生产流程,实现了自动组芯、自动浇注及打箱抛丸等短流程智能作业.最后指出:...     

3D打印技术应用

以某工业产品为例,应用3D打印技术加工铸造蜡型,并用熔模铸造制造出不锈钢产品。重点介绍了该打印材料的性能和设备参数、以及熔模铸造的工艺过程,实现了3D打印技术与铸造的完美结合,所用材料符合污染小、节约能源的绿色环保制造理念,符合现代制造业的最新发展趋势和市场经济的发展要求。     

3D打印送粉器技术的发展研究情况综述

简单介绍了3D打印技术的历史发展状况。通过分析和论述了现在3D打印送粉器技术在国内外的研究和发展情况,知道国内外的发展还有一定的差距。并且还重点指出了目前3D打印送粉器技术存在着粉末利用率低、材料的限制和送粉不均匀等问题以及提出了可能解决问题的方法。在此基础上,还对3D打印技术未来的发展趋势进行了概括。     

3D打印医用钛合金研究进展

钛合金拥有较高的比强度、较好的耐蚀性能与生物相容性,其在医用植入物的应用市场前景十分引人关注。但传统医用钛合金植入物常采取铸造的生产方式,产品种类单一,无法满足"精准医疗"的诊疗目标。3D打印技术以其丰富的加工方式在医用钛合金方面应用优势逐渐凸显。本文介绍多孔医用钛合金的发展历史及3D打印钛合金的制造现状,分析现有3D打印医用钛合金的技术壁垒,并为未来3D打印医用钛合金的发展方向提供建议。     

基于数值模拟的电镀3D打印厚度均匀性研究

目的 优化电镀3D打印工艺,提高单层电沉积厚度的均匀性。方法 建立耦合电解液流动、物质传递、电极反应的多物理场模型,并数值求解,研究反应离子浓度和电解液电势的分布云图,以及沉积层截面形貌随时间的演化规律,分析影响沉积层厚度均匀性的直接因素。最后讨论抑制剂本体浓度C_S、对流流速u₀、电解液电导率κ及阴极电位φ_c等因素对沉积层厚度均匀性的影响规律。结果 随着沉积时间的增长,沉积层的形貌越发不平整,反应离子浓度和电解液电势的分布云图随沉积层截面形貌的变化而变化。加入40 μmol/L抑制剂后,沉积层表面的反应离子浓度和过电势的分布更加均匀。抑制剂本体浓度越高,沉积层截面形貌越平整,沉积层厚度均匀性越好,但存在一个饱和抑制剂浓度40 μmol/L。沉积层厚度均匀性随对流流速或电解液电导率的增大先增后减,随阴极电位增大单调递增。结论 阴极表面反应离子浓度和过电势的不均匀分布是导致沉积层厚度不均匀性的直接因素。添加抑制剂可有效改善沉积层厚度的均匀性,过大或过小的流速或电导率都会降低沉积层的厚度均匀性,适当提高阴极电位可提高沉积层厚度...     

3D打印材料

极受大众欢迎和关注的3D打印技术,由于打印材料紧缺和制备困难而导致的打印成本昂贵,严重影响了3D打印技术的进一步市场化,这也让制造商为之困惑。本文通过典型实例阐述了金属(黑色金属、有色金属和稀贵金属)、聚合物、陶瓷和复合材料在3D打印材料中的应用,以及对3D打印材料的研发进展作了进一步介绍。     

金属粉末3D打印机的机械结构设计

为了降低工业成本和提高零件机械性能,将金属粉末注射成型技术和快速成型技术相结合,提出了金属粉末挤出堆积快速成型工艺,工艺装备的机械结构由三维快速成型平台和单螺杆挤出装置两部分组成.三维快速成型平台采用伺服电机驱动高精度威远滚珠丝杆副、HIWIN直线导轨副结构,单螺杆挤出装置由大功率伺服电机驱动螺杆转动,采用ABLE减速...     

金属3D打印技术的研究

3D打印或增材制造是一种采用逐层材料堆积的方式直接从数字模型制造零件的新方法,被誉为"第三次工业革命"的核心技术。这种无模具的制造方法可以在短时间内生产出高精度、完全致密的金属零件。3D打印具有零件设计自由、零件复杂性、轻量化、零件整合和功能设计等特点,故金属3D打印在航空航天、石油天然气、海洋、汽车、模具制造和医疗领域中的应用受到特别的关注。首先简要介绍了金属3D打印技术的基本原理、特点及分类,然后重点介绍了几种金属3D打印技术——选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光熔化成形技术(SLM)、直接金属激光烧结技术(DMLS)、电子束熔化成形技术(EBM)和激光工程化净成形技术(LENS),包括技术的基本原理、优缺点及其具体应用领域。最后对金属3D打印技术的优势、目前面临的主要问题及未来发展趋势进行了总结与展望。     

与时俱进的3D打印及3D打印冬奥会产品

市场需求决定了生产和加工导向,随着社会的发展和生活需求质量的提高,3D打印技术也不断革新。3D打印融合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术,涌现出的3D打印产品(尤其北京冬奥会产品)更具温度和情怀,体现了智能科技与人文艺术的完美融合。本文综述了CAD、CAM、STL、光聚合3D打印、热敏3D打印等3D打印科技前沿技术,介绍了北京冬奥会中的3D打印产品:奥运火炬、“雪花”饰物、雪车头盔、速滑冰鞋以及滑雪机器人等。     

典型液压机的3D打印模型结构设计研究

由于液压机零件多、尺度大,新产品研发、销售展示和教学实验中,采用3D打印技术可以缩短产品研发周期,降低制造成本。以三梁四柱液压机为例,从3D打印模型的机械强度、刚度、稳定性、材料节约性、整体美观性、实用性等要求出发,对模型结构优化、模型结构拆分打印、以及支撑结构优化等问题进行研究,提出适用于液压机3D打印模型的结构设计要求。     

AlSi10Mg铝合金3D打印组织与性能研究

采用激光选区熔化技术探索3D打印方法制备航空航天用Al Si10Mg铝合金的可行性,并对其性能适用性进行评价。研究发现:选区激光熔化技术成形Al Si10Mg合金组织致密,晶粒细小,力学性能优于传统铸造成形的零件。其中横向性能和纵向性能相当,横向塑性略优于纵向。使用国产SLM设备成形的Al Si10Mg合金退火态性能与德国EOS公司的官方性能数据相当,说明国内对于金属3D打印的研究和应用水平已达到国际先进水平。