光固化三維打印成形材料的研究與應(yīng)用
發(fā)布時間:2020-12-08 16:21
光固化三維打印技術(shù)類似于UV噴墨打印,是采用液滴噴射成形的快速成形技術(shù)。在成形過程中,使用兩組噴頭分別噴射光固化實(shí)體材料和光固化支撐材料,隨即利用紫外光照射固化,逐層堆積成形,打印完畢后,用水槍去除支撐材料,得到需要的零件。它將噴射成形和光固化成形的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,提高了成形效率和精度,降低了成本。光固化三維打印需要使用實(shí)體光固化材料和支撐光固化材料來成形零件,選擇恰當(dāng)?shù)某尚尾牧现陵P(guān)重要。目前只有3D Systems公司和OBJET公司有光固化三維打印設(shè)備和配套成形材料,成形溫度分別為100-110℃和70-75℃。本課題組是國內(nèi)第一家研究光固化三維打印設(shè)備和成形材料,三維打印機(jī)使用賽爾XJ500噴頭噴射光敏樹脂,成形溫度為50-55℃。成形溫度越低,成形材料的選擇面越窄,材料性能要求越苛刻,因此成形材料的制備和性能研究是一個迫切需要解決的難題。本文根據(jù)三維打印機(jī)紫外光源的特點(diǎn)和成形材料化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,總結(jié)了成形材料的特性參數(shù)、收縮翹曲和噴射鋪展參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法。合成了聚丙二醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯,確定最佳合成條件:以聚丙二醇二縮水甘油醚和丙烯酸為反應(yīng)物,反應(yīng)溫度控制在100—110℃,...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:160 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
光固化3DP的工作原理
快速制造分為間接快速制造和直接快速制造,間接快速制造是指先用3DP技術(shù)制作出零件,翻制出模具,再批量生產(chǎn)零件;直接快速制造是通過3DP技術(shù)直接生產(chǎn)功能零件,這是快速成形的最終目標(biāo)l5,“]。如圖1.2所示,麻省理工大學(xué)運(yùn)用粘接3DP技術(shù),直接將陶瓷粉和金屬粉粘結(jié)成形,然后經(jīng)燒結(jié)固化、滲入低熔點(diǎn)金屬等處理方法,得到具有一定使用功能的陶瓷結(jié)構(gòu)零件[35]。圖1.2陶瓷結(jié)構(gòu)零件的直接快速制造1.5.4快速制?焖僦颇?煞譃殚g接快速制模和直接快速制模,間接快速制模是指先用3DP技術(shù)制作出原型件,然后再翻制出模具;直接快速制模是利用3DP技術(shù)直接制造出實(shí)際需要的模具[9’·92]。間接快速制模的方法有:(l)用3DP技術(shù)先做出產(chǎn)品原型零件,再將原型零件經(jīng)真空注型翻制出硅橡膠軟模;(2)用3DP技術(shù)制造出產(chǎn)品母模,經(jīng)表面打磨后
運(yùn)用3DP技術(shù)噴射粘結(jié)劑粘接陶瓷及金屬粉末制得母模,母模經(jīng)燒結(jié)去除粘結(jié)劑后,在高溫下滲入低熔點(diǎn)金屬,得到可用于注射成形的金屬模。使用粘接3DP技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)直接快速制模,如圖1.3所示,美國 2Corporation公司開發(fā)出一種由鑄造砂、石膏和添加劑組成的粉末材料,使用該公司生產(chǎn)的粘結(jié)材料三維打印機(jī),這種粉末材料能成形出可直接澆鑄低熔點(diǎn)金屬的鑄造模。美國 3Dsystem公司的 hivisionHR三維打印機(jī)制作的高清晰度原型件可作為砂型鑄造的母模,由于其在制作高清晰度精細(xì)件上有著獨(dú)特優(yōu)勢,已應(yīng)用于珠寶行業(yè)。l6
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水性光固化聚氨酯乳液的改性及性能研究[J]. 劉蕤. 中國皮革. 2008(21)
[2]UV噴墨油墨分散性評價方法的研究[J]. 王娜,魏先福,黃蓓青,郭靜. 包裝工程. 2008(10)
[3]單體和預(yù)聚物對UV噴墨油墨性能的影響[J]. 張婉,魏先福,黃蓓青,馮赟. 信息記錄材料. 2008(01)
[4]單體對UV噴墨油墨性能的影響[J]. 張婉,魏先福,黃蓓青,馮赟. 北京印刷學(xué)院學(xué)報. 2007(06)
[5]單體對UV噴墨油墨體系固化速度的影響[J]. 張婉,黃蓓青,魏先福. 包裝工程. 2007(10)
[6]溫度敏感型PCL-Pluronic-PCL水凝膠的合成與性能[J]. 鞏長旸,顧迎春,劉彩兵,闞兵,茍馬玲,鄧洪新,涂銘旌,魏于全,錢志勇. 高分子材料科學(xué)與工程. 2007(04)
[7]以色列Objet公司推出別具特色的三維快速成型機(jī)[J]. 鄭利文. 模具工業(yè). 2007(07)
[8]三維打印技術(shù)制備控釋藥片工藝研究[J]. 余燈廣,楊祥良,王運(yùn)贛,李曉燕,徐輝碧. 中成藥. 2007(05)
[9]三維打印成形粉末的均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究[J]. 李曉燕,張曙,余燈廣. 上海理工大學(xué)學(xué)報. 2007(02)
[10]三維打印技術(shù)制備豆腐果苷零級控釋片研究[J]. 余燈廣,楊祥良,王運(yùn)贛,李曉燕,徐輝碧. 中成藥. 2007(03)
碩士論文
[1]化學(xué)芯片的噴墨快速成型技術(shù)研究[D]. 王建.南京理工大學(xué) 2006
本文編號:2905343
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:160 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
光固化3DP的工作原理
快速制造分為間接快速制造和直接快速制造,間接快速制造是指先用3DP技術(shù)制作出零件,翻制出模具,再批量生產(chǎn)零件;直接快速制造是通過3DP技術(shù)直接生產(chǎn)功能零件,這是快速成形的最終目標(biāo)l5,“]。如圖1.2所示,麻省理工大學(xué)運(yùn)用粘接3DP技術(shù),直接將陶瓷粉和金屬粉粘結(jié)成形,然后經(jīng)燒結(jié)固化、滲入低熔點(diǎn)金屬等處理方法,得到具有一定使用功能的陶瓷結(jié)構(gòu)零件[35]。圖1.2陶瓷結(jié)構(gòu)零件的直接快速制造1.5.4快速制?焖僦颇?煞譃殚g接快速制模和直接快速制模,間接快速制模是指先用3DP技術(shù)制作出原型件,然后再翻制出模具;直接快速制模是利用3DP技術(shù)直接制造出實(shí)際需要的模具[9’·92]。間接快速制模的方法有:(l)用3DP技術(shù)先做出產(chǎn)品原型零件,再將原型零件經(jīng)真空注型翻制出硅橡膠軟模;(2)用3DP技術(shù)制造出產(chǎn)品母模,經(jīng)表面打磨后
運(yùn)用3DP技術(shù)噴射粘結(jié)劑粘接陶瓷及金屬粉末制得母模,母模經(jīng)燒結(jié)去除粘結(jié)劑后,在高溫下滲入低熔點(diǎn)金屬,得到可用于注射成形的金屬模。使用粘接3DP技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)直接快速制模,如圖1.3所示,美國 2Corporation公司開發(fā)出一種由鑄造砂、石膏和添加劑組成的粉末材料,使用該公司生產(chǎn)的粘結(jié)材料三維打印機(jī),這種粉末材料能成形出可直接澆鑄低熔點(diǎn)金屬的鑄造模。美國 3Dsystem公司的 hivisionHR三維打印機(jī)制作的高清晰度原型件可作為砂型鑄造的母模,由于其在制作高清晰度精細(xì)件上有著獨(dú)特優(yōu)勢,已應(yīng)用于珠寶行業(yè)。l6
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水性光固化聚氨酯乳液的改性及性能研究[J]. 劉蕤. 中國皮革. 2008(21)
[2]UV噴墨油墨分散性評價方法的研究[J]. 王娜,魏先福,黃蓓青,郭靜. 包裝工程. 2008(10)
[3]單體和預(yù)聚物對UV噴墨油墨性能的影響[J]. 張婉,魏先福,黃蓓青,馮赟. 信息記錄材料. 2008(01)
[4]單體對UV噴墨油墨性能的影響[J]. 張婉,魏先福,黃蓓青,馮赟. 北京印刷學(xué)院學(xué)報. 2007(06)
[5]單體對UV噴墨油墨體系固化速度的影響[J]. 張婉,黃蓓青,魏先福. 包裝工程. 2007(10)
[6]溫度敏感型PCL-Pluronic-PCL水凝膠的合成與性能[J]. 鞏長旸,顧迎春,劉彩兵,闞兵,茍馬玲,鄧洪新,涂銘旌,魏于全,錢志勇. 高分子材料科學(xué)與工程. 2007(04)
[7]以色列Objet公司推出別具特色的三維快速成型機(jī)[J]. 鄭利文. 模具工業(yè). 2007(07)
[8]三維打印技術(shù)制備控釋藥片工藝研究[J]. 余燈廣,楊祥良,王運(yùn)贛,李曉燕,徐輝碧. 中成藥. 2007(05)
[9]三維打印成形粉末的均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究[J]. 李曉燕,張曙,余燈廣. 上海理工大學(xué)學(xué)報. 2007(02)
[10]三維打印技術(shù)制備豆腐果苷零級控釋片研究[J]. 余燈廣,楊祥良,王運(yùn)贛,李曉燕,徐輝碧. 中成藥. 2007(03)
碩士論文
[1]化學(xué)芯片的噴墨快速成型技術(shù)研究[D]. 王建.南京理工大學(xué) 2006
本文編號:2905343
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