3D打印类岩石材料挤料系统流动模拟及优化设计

发布时间：2020-04-17 02:00

【摘要】：3D打印技术是近几十年来发展起来的一项技术,很大程度改变了传统的生产制造方式,广泛应用于机械制造、航空航天、军事等多个领域。可应用到3D打印的材料种类十分丰富,有机高分子和无机材料都可以作为3D打印材料。近年越来越多采用类岩石材料代替原岩试件进行试验研究,3D打印类岩石材料是以石膏(硫酸钙)、水泥、石英砂、重晶石粉等为材料进行打印,近年来主要在建筑行业取得一定的进展。针对类岩石代替岩心试样的研究必然会为分析岩心的物理力学性质等提供更广泛的手段和依据。结合3D打印技术的优点,本文研究了一种新的试样制备方法—3D打印类岩石材料;通过研究不同水灰比水泥浆体的流变特性,得到了3D打印类岩石浆体的流变特性曲线,并找到合适的水泥配比范围;在此基础上,设计一种可以用类岩石材料作为打印材料的打印机械装置;分别对打印装置螺杆段和喷嘴部分流场进行了数值模拟;研究了喷嘴的射流特性,对不同结构和几何参数的喷嘴进行了仿真,研究各个参数对喷嘴出流速度的影响,根据数值模拟结果对打印装置进行了优化;3D打印类岩石材料实验的结果表明了设计的可行性。
【图文】：

术介绍概述printing）技术，是使用可粘合的材料，通过连实体的技术[1]。印技术不断被人们所熟悉，得到了各行各业的关服务产值各地区比重如图 1.1 所示[2]。相比与以展比较快，然而同发达国家相比，还处于初步发概念的提出到现在的广泛应用，有太多的人为发了第一台商业 3D 印刷机开始[3]，在短短的 快，应用领域之广，都让人为之震撼，会有很大变着人们的生产生活方式。现今 3D 打印主要有、分层实体制造法、熔融沉积制造法和三维打印如表 1.1。

3D 打印逐渐地应用在制造业领域[5]，如：在军技术快速制造出一些武器的零件，借此提升执行任务的速度航天领域，应用 3D 打印技术制造出望远镜、火箭等装备，靠性更强，控制更精确；在生物、医学领域，运用 3D 打印器官，用于研究和治疗多种疾病；在建筑领域，3D 打印技资源[6]。除此之外，3D 打印技术还广泛应用于汽车、电子印原理及工艺 打印技术，，其核心是：“分层加工，叠加成型”，核心设备印机与计算机相连，将三维模型分层，通过计算机控制把材现打印[5]。技术打印成品通常要经过数字建模、分层切割、打印成型、[7]，具体过程如图 1.2 所示。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.73;TU52

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本文编号：2630314