基于全彩色3DP工艺的大尺寸3D打印机理与性能研究
发布时间：2021-07-19 09:32
3D打印是一种集智能化、定制化、自动化于一体的增材制造技术,因精度高、不需要传统模具、耗材节约、短时间一体化成型等特点,近年来引起了大量制造产业和学术机构的关注。随着打印控制技术的创新和改进,应用产业的需求,全彩色、大尺寸、高精度3D打印一定是彩色3D打印行业发展的趋势。粉末3DP工艺是现阶段为数不多可实现的全彩色3D打印工艺之一,并且无论在机械性能,耗材价格,打印速度都优于其他全彩色3D打印工艺,使之具备了构建大尺寸定制模型的潜力。但所消耗的大量打印时间,不理想的表面色彩再现精度,3D打印机的尺寸限制都在制约着构建全彩色大尺寸3D打印模型的可行性。因此针对以上三种限制因素展开本文的实验。本文详细介绍了ProJet860 Pro粉基打印机的构造和整体打印过程,基于成型过程中喷头、快轴的移动特点,找到Z轴高度、层面积、布局位置等与打印时间相关的影响因素,归纳出各因素与打印时间的数量关系,并由此提出一种印前估测打印时间算法。针对各因素的权重,提出了XYX旋转法在不改变模型尺寸的前提下缩减打印时间。基于现阶段优化粉基3D打印表面色彩最快捷有效的方法——浸渍法,设置了四种浸渍组合,测量并比较各...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SLA-1设备[13]
Scott Crump 等人发明了熔融沉积成型技术（FDM）[14]，成立 Stra在 1993 年开发出第一台 FDM1650 机型，如今其开发的 FDM 制造系统在用最为广泛，FDM 技术也成为国内外桌面型 3D 打印用的最多的工艺[15]exas 大学的 C.R. Dechard（DTM 公司创始人之一）发明了选择性激光烧）[16]，并于 1992 年推出了商业化生产设备 Sinter Sation，此 3D 打印工艺光将材料粉末烤结，直至成型[17]。91 年，美国 Helisys 公司的 Michael Feygin 获得叠层实体制造技术（LOM]，并开发了第一台商业机型 LOM-1015，此工艺使用纸张、塑料薄膜等薄合后成型[19]。93 年，麻省理工大学教授 Emanual Sachs 发明的三维打印与胶粘技术（3[20]，并授权 Z Corp 公司，该公司于 1995 年生产出第一台基于该工艺的打艺以粉末状石膏、陶瓷、金属为材料，如图 1-2 所示，通过循环铺粉和喷型。
打印技术是现阶段最典型、最成熟的七类工艺，虽然都基于增材料和成型方式的不同，各自特点和具体应用范围也有所不同后，随着各种 3D 打印技术不断改进优化，成型材料逐步开发领域引进 3D 打印技术，取得丰硕的成果。Jetze Visser 等人结，使用一种相对较新的 3D 打印技术-熔体静电纺丝写入（一种静电场中形成喷射流来制备超细纤维）制造超细纤维加固凝胶长的模式制造关节软骨，并且打印样本在强度和弹性上都类似用于关节修复，促进软组织工程研究[27]。Ryan M. Hensleigh 片材形成多孔水凝胶，然后用超声波破碎氧化石墨烯水凝胶，物，随后利用 DLP 光固化 3D 打印技术打印设计的由相互连接扑结构，并在打印完成后烧掉聚合物留下纯净轻型石墨烯气凝胶方法可达到 10 μm 的分辨率，接近石墨烯片的大小，使机械性烯在储能，转化，催化方向的发展[28]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印技术专利布局现状及中国企业发展建议[J]. 王涛,王科. 新材料产业. 2019(02)
[2]人体能量采集与存储的研究现状与发展趋势[J]. 梁文琼,许巍,高华方,马旭,李修函. 电子世界. 2019(01)
[3]3D打印技术在空间飞行器研制中的应用研究[J]. 刘飞,王炜,李金岳,廖波,徐耀云. 航天制造技术. 2018(06)
[4]石墨烯的制备与应用研究进展[J]. 赵娟平,解念锁,王少华. 铸造技术. 2018(12)
[5]中国增材制造产业发展现状及趋势分析[J]. 王强,姜明伟,郭书贵. 中国科技产业. 2018(02)
[6]FDM 3D打印高分子材料改性及应用进展[J]. 李新,孙良双,杨亮,彭家丽,李洪波,叶正涛. 胶体与聚合物. 2017(03)
[7]我国增材制造产业综合标准化技术体系的建议[J]. 刘琼馨,王顺权. 理化检验(物理分册). 2017(09)
[8]方环聚合物喷射（PolyJet）彩色3D打印材料消耗分析[J]. 赖周艺,施瀚昱. 兵器装备工程学报. 2017(07)
[9]3DP法三维打印技术的发展与研究现状[J]. 张迪湦,杨建明,黄大志,陈劲松,汤阳. 制造技术与机床. 2017(03)
[10]粉末粘结式彩色3D打印机的研究与应用[J]. 董莘,赵寒涛,李麒,张建平,朱金龙. 自动化技术与应用. 2017(02)
博士论文
[1]油画的三维数字化及3D打印复制研究[D]. 陈晨.华南理工大学 2016
[2]颜色视觉辨别特性及色差评价研究[D]. 汪哲弘.浙江大学 2009
硕士论文
[1]三维喷印快速成形铸造型芯材料与工艺研究[D]. 田乐.华中科技大学 2017
[2]3D打印技术在文化创意定制中的应用研究[D]. 陈阳.华南理工大学 2017
[3]中国广东核电集团核电产业发展战略研究[D]. 孙浩.山东大学 2013
[4]彩色三维打印成型系统的彩色切片算法开发与实验研究[D]. 占志敏.华中科技大学 2013
[5]印刷品色彩预测模型[D]. 陈杰.江南大学 2011
本文编号：3290455
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SLA-1设备[13]
Scott Crump 等人发明了熔融沉积成型技术（FDM）[14]，成立 Stra在 1993 年开发出第一台 FDM1650 机型，如今其开发的 FDM 制造系统在用最为广泛，FDM 技术也成为国内外桌面型 3D 打印用的最多的工艺[15]exas 大学的 C.R. Dechard（DTM 公司创始人之一）发明了选择性激光烧）[16]，并于 1992 年推出了商业化生产设备 Sinter Sation，此 3D 打印工艺光将材料粉末烤结，直至成型[17]。91 年，美国 Helisys 公司的 Michael Feygin 获得叠层实体制造技术（LOM]，并开发了第一台商业机型 LOM-1015，此工艺使用纸张、塑料薄膜等薄合后成型[19]。93 年，麻省理工大学教授 Emanual Sachs 发明的三维打印与胶粘技术（3[20]，并授权 Z Corp 公司，该公司于 1995 年生产出第一台基于该工艺的打艺以粉末状石膏、陶瓷、金属为材料，如图 1-2 所示，通过循环铺粉和喷型。
打印技术是现阶段最典型、最成熟的七类工艺，虽然都基于增材料和成型方式的不同，各自特点和具体应用范围也有所不同后，随着各种 3D 打印技术不断改进优化，成型材料逐步开发领域引进 3D 打印技术，取得丰硕的成果。Jetze Visser 等人结，使用一种相对较新的 3D 打印技术-熔体静电纺丝写入（一种静电场中形成喷射流来制备超细纤维）制造超细纤维加固凝胶长的模式制造关节软骨，并且打印样本在强度和弹性上都类似用于关节修复，促进软组织工程研究[27]。Ryan M. Hensleigh 片材形成多孔水凝胶，然后用超声波破碎氧化石墨烯水凝胶，物，随后利用 DLP 光固化 3D 打印技术打印设计的由相互连接扑结构，并在打印完成后烧掉聚合物留下纯净轻型石墨烯气凝胶方法可达到 10 μm 的分辨率，接近石墨烯片的大小，使机械性烯在储能，转化，催化方向的发展[28]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印技术专利布局现状及中国企业发展建议[J]. 王涛,王科. 新材料产业. 2019(02)
[2]人体能量采集与存储的研究现状与发展趋势[J]. 梁文琼,许巍,高华方,马旭,李修函. 电子世界. 2019(01)
[3]3D打印技术在空间飞行器研制中的应用研究[J]. 刘飞,王炜,李金岳,廖波,徐耀云. 航天制造技术. 2018(06)
[4]石墨烯的制备与应用研究进展[J]. 赵娟平,解念锁,王少华. 铸造技术. 2018(12)
[5]中国增材制造产业发展现状及趋势分析[J]. 王强,姜明伟,郭书贵. 中国科技产业. 2018(02)
[6]FDM 3D打印高分子材料改性及应用进展[J]. 李新,孙良双,杨亮,彭家丽,李洪波,叶正涛. 胶体与聚合物. 2017(03)
[7]我国增材制造产业综合标准化技术体系的建议[J]. 刘琼馨,王顺权. 理化检验(物理分册). 2017(09)
[8]方环聚合物喷射（PolyJet）彩色3D打印材料消耗分析[J]. 赖周艺,施瀚昱. 兵器装备工程学报. 2017(07)
[9]3DP法三维打印技术的发展与研究现状[J]. 张迪湦,杨建明,黄大志,陈劲松,汤阳. 制造技术与机床. 2017(03)
[10]粉末粘结式彩色3D打印机的研究与应用[J]. 董莘,赵寒涛,李麒,张建平,朱金龙. 自动化技术与应用. 2017(02)
博士论文
[1]油画的三维数字化及3D打印复制研究[D]. 陈晨.华南理工大学 2016
[2]颜色视觉辨别特性及色差评价研究[D]. 汪哲弘.浙江大学 2009
硕士论文
[1]三维喷印快速成形铸造型芯材料与工艺研究[D]. 田乐.华中科技大学 2017
[2]3D打印技术在文化创意定制中的应用研究[D]. 陈阳.华南理工大学 2017
[3]中国广东核电集团核电产业发展战略研究[D]. 孙浩.山东大学 2013
[4]彩色三维打印成型系统的彩色切片算法开发与实验研究[D]. 占志敏.华中科技大学 2013
[5]印刷品色彩预测模型[D]. 陈杰.江南大学 2011
本文编号：3290455
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