光固化三维打印成形材料的研究与应用

发布时间：2020-12-08 16:21

　　光固化三维打印技术类似于UV喷墨打印，是采用液滴喷射成形的快速成形技术。在成形过程中，使用两组喷头分别喷射光固化实体材料和光固化支撑材料，随即利用紫外光照射固化，逐层堆积成形，打印完毕后，用水枪去除支撑材料，得到需要的零件。它将喷射成形和光固化成形的优点结合在一起，提高了成形效率和精度，降低了成本。光固化三维打印需要使用实体光固化材料和支撑光固化材料来成形零件，选择恰当的成形材料至关重要。目前只有3D Systems公司和OBJET公司有光固化三维打印设备和配套成形材料，成形温度分别为100-110℃和70-75℃。本课题组是国内第一家研究光固化三维打印设备和成形材料，三维打印机使用赛尔XJ500喷头喷射光敏树脂，成形温度为50-55℃。成形温度越低，成形材料的选择面越窄，材料性能要求越苛刻，因此成形材料的制备和性能研究是一个迫切需要解决的难题。本文根据三维打印机紫外光源的特点和成形材料化学反应机理，总结了成形材料的特性参数、收缩翘曲和喷射铺展参数的实验方法。合成了聚丙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯，确定最佳合成条件：以聚丙二醇二缩水甘油醚和丙烯酸为反应物，反应温度控制在100—110℃，... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

光固化3DP的工作原理

快速制造分为间接快速制造和直接快速制造，间接快速制造是指先用3DP技术制作出零件，翻制出模具，再批量生产零件;直接快速制造是通过3DP技术直接生产功能零件，这是快速成形的最终目标l5，“]。如图1.2所示，麻省理工大学运用粘接3DP技术，直接将陶瓷粉和金属粉粘结成形，然后经烧结固化、渗入低熔点金属等处理方法，得到具有一定使用功能的陶瓷结构零件[35]。图1.2陶瓷结构零件的直接快速制造1.5.4快速制模快速制模可分为间接快速制模和直接快速制模，间接快速制模是指先用3DP技术制作出原型件，然后再翻制出模具;直接快速制模是利用3DP技术直接制造出实际需要的模具[9’·92]。间接快速制模的方法有:(l)用3DP技术先做出产品原型零件，再将原型零件经真空注型翻制出硅橡胶软模;(2)用3DP技术制造出产品母模，经表面打磨后

运用3DP技术喷射粘结剂粘接陶瓷及金属粉末制得母模，母模经烧结去除粘结剂后，在高温下渗入低熔点金属，得到可用于注射成形的金属模。使用粘接3DP技术还可以实现直接快速制模，如图1.3所示，美国 2Corporation公司开发出一种由铸造砂、石膏和添加剂组成的粉末材料，使用该公司生产的粘结材料三维打印机，这种粉末材料能成形出可直接浇铸低熔点金属的铸造模。美国 3Dsystem公司的 hivisionHR三维打印机制作的高清晰度原型件可作为砂型铸造的母模，由于其在制作高清晰度精细件上有着独特优势，已应用于珠宝行业。l6

【参考文献】：
期刊论文
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[3]单体和预聚物对UV喷墨油墨性能的影响[J]. 张婉,魏先福,黄蓓青,冯赟.  信息记录材料. 2008(01)
[4]单体对UV喷墨油墨性能的影响[J]. 张婉,魏先福,黄蓓青,冯赟.  北京印刷学院学报. 2007(06)
[5]单体对UV喷墨油墨体系固化速度的影响[J]. 张婉,黄蓓青,魏先福.  包装工程. 2007(10)
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[10]三维打印技术制备豆腐果苷零级控释片研究[J]. 余灯广,杨祥良,王运赣,李晓燕,徐辉碧.  中成药. 2007(03)

硕士论文
[1]化学芯片的喷墨快速成型技术研究[D]. 王建.南京理工大学 2006



本文编号：2905343