基于DLP技术的陶瓷骨支架3D打印机的研制

发布时间：2020-04-08 08:09

【摘要】：数字光处理(Digital Light Processing,DLP)打印技术是一种快速成型的增材技术,有成型速度快,打印精度高的优点。针对临床上用于骨损伤修复的人工骨植入物孔隙率低、无法随意设置孔洞的尺寸、孔洞间相互贯通率低、无个性化,导致的植入物医疗性能差,患者康复效果不佳的现状。本文基于DLP技术设计一款用于打印骨植入物的3D打印机,整个论文囊括如下内容:1)完成了DLP陶瓷骨支架3D打印机整体方案设计。运用DLP上置的打印方式对打印机的整体结构进行设计,设计过程中解决了打印机整体布局、工作流程设计、打印机浆料泄露回收问题。2)研究了羟基磷灰石与光敏树脂混合浆料混合浆料的性质。选用具有生物活性的羟基磷灰石与光敏树脂混合而成的浆料作为打印材料,对浆料的流动性能进行分析,确定浆料为非牛顿流体中的胀塑性流体。3)研究了刮刀刀刃形状与刮刀的工作速度对打印精度的影响。用流体力学软件Fluent对刮刀刮浆料的过程进行分析,了解不同形状刮刀刀刃对浆料流动的影响,从已有的四把刮刀中选出最优的一把,完成整体的打印机设计。4)实现了DLP 3D陶瓷骨支架打印机的功能。利用可编程控制器ST300-D实现对打印机的步进电机和伺服电机进行控制。对打印机进行调试打印,通过统计分析表明,刮刀以0.038m/s的速度工作时打印效果最好,同时测试出打印机分层层厚精度可到达(75,80]μm,并成功打印出柔韧性强的网格状包络骨支架。
【图文】：

图 1-1 SLA 技术的原理示意图Figure 1-1 schematic diagram of SLA technology principle 打印技术[25]是把影像信号经过数字处理，然后再用紫外光将截面光引发剂发生反应，使其固化成型成型。DLP 的打印原理与 于 DLP 属于面曝光，而 SLA 是点曝光。因此 DLP 较 SLA 而言打印精度高的优点[26]，2018 年 9 月 14 波兰 Zortrax 发布了一款面

图 1-1 SLA 技术的原理示意图Figure 1-1 schematic diagram of SLA technology principleDLP 打印技术[25]是把影像信号经过数字处理，然后再用紫外光将截面图片投出来, 触发光引发剂发生反应，使其固化成型成型。DLP 的打印原理与 SLA 相同不同的是于 DLP 属于面曝光，而 SLA 是点曝光。因此 DLP 较 SLA 而言有着打速度快、打印精度高的优点[26]，2018 年 9 月 14 波兰 Zortrax 发布了一款面曝光光化 3D 打印机，，其打印速度是 SLA 的 8 倍，如图 1-2 为 DLP 技术的工作原理图。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ174.1;TP334.8

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本文编号：2619109