熔融沉积成型

摘要： 针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机产品成型过程中存在的物料熔融挤出不均匀、所能选择的打印材料单一等方面的不足和局限性,设计了一种新型桌面级3D打印机用变距螺杆。阐述了螺杆的挤出原理并分析了在螺杆的作用下物料挤出过程中发生的物理状态变化,基于螺杆的工作环境选择加工螺杆时所需要的材质。利用Solid Works软件建立了螺杆的三维模型并在Gambit软件内对螺杆和流体域进行网格的划分,以聚乳酸(PLA)为研究对象,结合Polyflow进行了不同螺距螺杆的流体数值模拟实验。通过对压力、速度、剪切速率的分析,结果表明在物料挤出过程中变距螺杆的压力以及速度的最大值相较等距螺杆都有一定程度地提升,与螺距10 mm等距螺杆相比最大压力提升了1.4%。变距螺杆良好的建压能力有利于改善PLA物料的熔融挤出并提高产品成型效果。该分析结果可为后续样机实验研究奠定理论基础。

摘要： 为了认识熔融沉积成型机理,获得实验条件下打印零件的力学性能,该文使用ABS材料在不同成型温度下制备试样,并对试样做抗弯试验,获得了ABS材质在不同成型温度下的抗弯峰值力,并估算出成型件层间黏结的强度值。通过分析FDM试样的抗弯峰值力参数,验证了FDM成型的机理,获得了试样的抗弯峰值力数据。最后对比了ABS材质和PLA材质抗弯峰值力,由实验结果可知ABS材质成型温度提高对样件的力学性能更有利,PLA材质的层间结合力高于ABS材质,工艺性更好。

摘要： 3D打印是一种全新的制造方式,具有快速成型和定制的独特优势。纤维素作为世界上最丰富的天然聚合物,与3D打印技术相结合已成为国际研究的热点。本文介绍了纤维素和常见纤维素衍生物的特点与应用领域,根据3D打印方法,分别综述了近年来二者在熔融沉积成型(FDM)和墨水直写成型(DIW)中的研究进展。

摘要： 以聚乳酸(PLA)丝材为研究对象,选取5种常见颜色的熔融沉积成型工艺丝材,分析了它们的流变性能、化学性能以及热力学性能等。结果表明:蓝色、白色、黑色丝材的流动性能较弱,在零剪切速率下,黏度存在一个数量级的差异,红色丝材的黏度最高,为2900 Pa·s,而蓝色丝材黏度仅为100 Pa·s;白色丝材的无机物含量较高,其中,一些主要元素均来自颜料;黄色丝材的结晶度较高,在熔融挤出时需消耗更高的能量,受结晶度影响,黄色丝材的力学性能较好,屈服强度可达(57.8±3.1)MPa。

摘要： 为提高熔融沉积成型(FDM)制件的表面质量,采用回归设计试验与响应曲面法相结合的方法研究打印速度、喷嘴温度、层高、走线宽度以及两两之间的交互作用对FDM制件表面粗糙度的影响。确定了影响表面粗糙度的显著性因素和使表面粗糙度达到最小的工艺参数组合,基于最优参数组分析了倾斜角度对于表面质量的影响。实验结果表明:工艺参数对表面粗糙度的影响顺序为:层高>外壁线宽>喷头温度>外壁速度,当选取工艺参数为外壁速度55 mm/s、喷头温度210°C、层高0.20 mm、外壁线宽0.6 mm时,表面质量最佳。零件斜面倾角越小(不包含0°的情况),表面台阶效应越显著,倾斜角度越接近90°,表面粗糙度越低。试验结果为提高PLA材料FDM制件表面质量提供了参数选择依据。

摘要： 文章通过正交试验方法研究了基于熔融沉积成型3D打印的打印速度、打印温度以及打印层厚等工艺参数对聚乳酸试样力学性能的影响规律。研究结果表明:基于抗拉强度、延伸率及冲击韧性的综合考虑,本试验范围内的最佳3D打印参数为打印速度90 mm/s、打印温度210°C、打印层厚0.20 mm,其抗拉强度可达13.218 MPa,延伸率为4.604%,冲击韧性达1.92 kJ/m2。

摘要： 为揭示通过熔融沉积成型(FDM)工艺制备的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的静动态力学性能及工艺参数对其力学性能的影响,采用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置对使用3种打印速率(10、40、70 mm/s)和3种喷头温度(200、220、240°C)制备的TPU开展准静态(0.01 s^(-1))和动态(1000 s^(-1))加载下的力学性能试验,并进行工艺参数优选,同时进一步获取了材料在较宽应变率范围(0.001~2500 s^(-1))的应力-应变样本空间数据。结果表明,准静态和动态加载下,喷头温度220°C、打印速率40 mm/s为最优工艺参数;试样在准静态和动态下均具有应变率效应;准静态下试样超弹性特征显著,动态下结合朱-王-唐(ZWT)方程构建的材料黏弹性本构模型拟合曲线与实验曲线吻合较好;采用最优工艺参数制备的试样出现明显“微相分离”现象。

摘要： 为研究熔融沉积成型聚醚醚酮(PEEK)材料的竖直和水平两种层间结合强度对复合加工质量的影响,以曲面模型为研究对象展开对比实验,沿竖直和水平方向堆积打印a_(1),a_(2)和b_(1),b_(2)两组试样,对a_(1),b_(1)试样进行沿横向曲面铣削加工,对a_(2),b_(2)试样进行沿纵向曲面铣削加工,对铣削力、表面粗糙度和表面形貌进行对比分析。结果表明,不同打印方向试样的铣削表面质量有明显不同。a_(1),a_(2)试样的铣削面出现毛刺、分层等缺陷,表面粗糙度分别为3.620,3.546μm。b_(1),b_(2)试样的铣削面光滑,表面粗糙度分别为1.220,1.393μm;不同方向走刀未对打印成型试样铣削加工质量产生影响;试样层间结合强度随距底板热床高度产生变化,但对铣削加工质量的影响较小;综合来看,竖直层间结合强度过低是造成复合加工质量差的主要原因。

摘要： 聚乳酸(PLA)因具有优异的生物相容性而备受关注,但其制品脆性大、韧性不佳,应用范围受限.本文分别以还原氧化石墨烯(rGO)、纳米SiO_(2)和rGO-SiO_(2)作为增强粒子制备了rGO/TPU/PLA、SiO_(2)/TPU/PLA、rGO-SiO_(2)/TPU/PLA等3种复合线材,研究FDM成型件力学性能变化规律,探究不同粒子的增强增韧机理.研究结果表明:当rGO的加入质量分数控制在3%以下时,拉伸强度会有所增加,当超过3%时,因石墨烯局部团聚导致其韧性明显下降;纳米SiO_(2)的加入改善了PLA与TPU界面结合性,使得韧性大幅度增加,而拉伸强度略有增加;与单一增强粒子相比,SiO_(2)和rGO结合在一起改善了其在基体中的分散效果,rGO-SiO_(2)杂化粒子的增强增韧效果更佳,FDM成型件的抗拉强度、韧性均得到了明显提升.

摘要： 目的:探究以熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)3D打印技术制备治疗高血压复方片剂的可行性,并对所制备的FDM 3D打印复方片剂进行相关的体外质量评价。方法:以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)丝材作为辅料,设计了具有两个独立隔室的椭圆形片剂(长轴20 mm,短轴10 mm,高5 mm),其层高为0.2 mm,外壳厚为1.2 mm,顶和底厚均为0.6 mm,两个隔室间的隔断厚为0.6 mm。使用FDM 3D打印机进行打印;以卡托普利(captopril,CTP)和氢氯噻嗪(hydrochlorothiazide,HCT)为模型药物,将其分别填充在片剂的两个隔室内。以扫描电镜观察制剂的外观形态,考察制剂的质量差异和硬度,以高效液相色谱法测定制剂中的药物含量,并用溶出仪对制剂的体外释药行为进行表征。结果:所制备的FDM 3D打印复方片剂均形态良好,无打印缺陷;平均质量为(644.3±6.55)mg,其中CTP含量为(52.3±0.26)mg,HCT含量为(49.6±0.74)mg。观察到CTP和HCT在体外的延迟释放,延迟释药时间分别为20 min和40 min,释药70%的时间分别在30 min和60 min内。结论:采用FDM 3D打印技术成功制备了CTP和HCT复方片剂,并且所打印的复方片剂质量良好。

摘要： 为数控加工难度较大的带锥度阵列圆孔结构设计一套熔融沉积成型(FDM)制造工艺.根据不同3D打印设备、线材的性能特点,借助基于云平台的温度检测仪器开展试验,得出:PLA+材料相比ABS+材料更有利于低温打印成型;使用PLA+材料和ABS+材料时,3D打印腔温升分别为6.9°C和42.2°C;选用封闭式3D打印设备、PLA+材料、低温(200°C左右)时,工艺性能最佳.合理的工艺设备、工艺材料、工艺温度是3D打印的三大关键技术要点,应在将来的制造工艺设计中加以重视.

摘要： 介绍了一种新型模具制造技术一一熔融沉积成型(FDM).以透平缸为例,结合研发实践阐述了新型模具产品研发模式.模具生产周期缩短、制造成本降低,模具设计更加柔性化和富有创造性,实现了真正意义上的按需生产,有力带动了模具行业的转型升级.

摘要： 熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,简称FDM)作为一种经济高效的增材制造工艺,不仅设备操作与维护简单、系统稳定性高,更重要的是制作精度良好、满足快速成型需求,在新产品开发及三维实体模型制造领域发挥着越来越大的作用.本文通过实验探究了熔融沉积成型过程中常见缺陷及其产生原因,并指出了改进措施.通过合理地调控FDM工艺的分层厚度与填充路径,可以有效地避免拉丝与结瘤缺陷的产生、减轻“台阶效应”,确保FDM制件质量,在“快速成型”的基础上实现“精良成型”.

摘要： 熔融沉积成型工艺是国内外应用最为广泛的3D打印技术之一,在制造业中起着日益重要的作用.本文以熔融沉积成型零件的抗拉强度、抗弯强度和冲击强度作为表征其力学性能的评价指标,设计并进行了五因素三水平正交试验,利用信噪比分析和方差分析方法,研究了各工艺参数对三项性能指标的影响规律,得出了使三项性能指标单目标最优的工艺参数组合;基于灰色关联分析方法和正交试验结果,建立了成型零件力学性能多目标优化模型,得到了使成型零件综合力学性能最优的工艺参数组合.

摘要： 以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为基体,滑石粉和聚乳酸(PLA)为改性剂,采用熔融挤出法制备了PBS/PLA/滑石粉三维(3D)打印线材,并对其进行了熔融成型研究.通过分析结晶性能、流变性能、力学性能、断面形貌和打印效果对PBS/PLA/滑石粉体系进行了探究.结果表明,PLA的加入使PBS的结晶温度下降了5°C;随着PLA含量的增加,材料的复数黏度、储能模量和损耗模量均得到提高;而拉伸强度则随PLA含量的增加下降了1.71MPa,缺口冲击强度下降了2.63kJ/m2;PLA含量的增加使断面逐渐粗糙;在打印效果上复合材料的打印模型随PLA含量的增加而变得美观规整,当底板温度高于110°C时,打印制件的翘曲度较低,同时拉伸强度随着打印温度的升高而增加.

摘要： 快速成型制造技术在人工骨加工过程中的应用是目前国际上制造业中的研究热点之一。本文综述和分析了快速成型中几种主要的成型工艺在人工颅骨制造方面的优势与不足,重点讨论了熔融沉积成型工艺在人工骨制造领域的研究现状。

摘要： 3D打印属于快速成型制造技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用工程塑料或金属粉末等可黏合特性，通过逐层打印的方式来构造物体的快速成形技术。综述归纳了近年来聚氨酯弹性体材料在3D打印中的应用情况,并对其在3D打印领域的发展进行展望.

摘要： 3D打印属于快速成型制造技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用工程塑料或金属粉末等可黏合特性，通过逐层打印的方式来构造物体的快速成形技术。综述归纳了近年来聚氨酯弹性体材料在3D打印中的应用情况,并对其在3D打印领域的发展进行展望.

摘要： 3D打印属于快速成型制造技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用工程塑料或金属粉末等可黏合特性，通过逐层打印的方式来构造物体的快速成形技术。综述归纳了近年来聚氨酯弹性体材料在3D打印中的应用情况,并对其在3D打印领域的发展进行展望.

摘要： 3D打印属于快速成型制造技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用工程塑料或金属粉末等可黏合特性，通过逐层打印的方式来构造物体的快速成形技术。综述归纳了近年来聚氨酯弹性体材料在3D打印中的应用情况,并对其在3D打印领域的发展进行展望.

摘要： 本发明公开了一种极坐标数控熔融沉积快速成型机，其包括支撑架、横向运动装置、回转装置、提升装置、横向调节装置及挤出喷头。还公开了该极坐标数控熔融沉积快速成型机的成型方法；本发明提供的极坐标数控熔融沉积快速成型机的结构设计巧妙、合理，采用极坐标方式进行加工，并配合有回转装置实现回转运动，有效保持在直线、曲线运动中进给速度的均匀，达到挤出材料在沉积过程中连贯性，成型速度快、效果好；而且整体结构紧凑，操作方便，工作稳定性高；本发明提供的成型方法的工序简洁，易于实现，能快速针对不同成型模型进行熔融沉积，不仅缩短了整个成型周期，还有效保证模型成型的质量，成型效果好，效率高，利于广泛推广应用。

摘要： 本发明公开了一种极坐标数控熔融沉积快速成型机，其包括支撑架、横向运动装置、回转装置、提升装置、横向调节装置及挤出喷头。还公开了该极坐标数控熔融沉积快速成型机的成型方法；本发明提供的极坐标数控熔融沉积快速成型机的结构设计巧妙、合理，采用极坐标方式进行加工，并配合有回转装置实现回转运动，有效保持在直线、曲线运动中进给速度的均匀，达到挤出材料在沉积过程中连贯性，成型速度快、效果好；而且整体结构紧凑，操作方便，工作稳定性高；本发明提供的成型方法的工序简洁，易于实现，能快速针对不同成型模型进行熔融沉积，不仅缩短了整个成型周期，还有效保证模型成型的质量，成型效果好，效率高，利于广泛推广应用。

摘要： 本发明提供了一种熔融沉积快速成型装置及其成型方法，所述方法包括：入料监测装置监测成型材料是否正常工作并向控制装置发送材料状态的信号；以及控制装置根据所述材料状态的信号控制成型装置继续工作或暂停工作。本发明能够在成型材料不正常工作后，自动暂停打印，并在消除成型材料故障后，自动继续打印，避免缺料空打和卡料的情况发生，既节省时间又节省材料。

摘要： 本发明提供一种用于制造3D物品(10)的方法，其中，3D物品(10)包括外层(210)和具有腔(230)的支撑结构(220)，其中，外层(210)至少部分包围支撑结构(220)，并且其中，方法包括：(a)3D打印阶段，包括：用熔融沉积成型(FDM)3D可打印材料(201)来3D打印外层(210)和支撑结构(220)，并且用填充材料(204)至少部分填充腔(230)；以及(b)后处理阶段，包括：后处理外层(210)的至少一部分，以便降低表面粗糙度。

摘要： 本发明提供一种用于制造3D物品(10)的方法，其中，3D物品(10)包括外层(210)和具有腔(230)的支撑结构(220)，其中，外层(210)至少部分包围支撑结构(220)，并且其中，方法包括：(a)3D打印阶段，包括：用熔融沉积成型(FDM)3D可打印材料(201)来3D打印外层(210)和支撑结构(220)，并且用填充材料(204)至少部分填充腔(230)；以及(b)后处理阶段，包括：后处理外层(210)的至少一部分，以便降低表面粗糙度。

摘要： 本发明涉及一种用于带芯熔融沉积成型线材制造的挤压成型设备，包括：挤压成型机构：包括原料缸、布置在原料缸内并可沿其内壁来回移动的挤压活塞、连接所述原料缸出口的挤压成型空腔，以及从挤压成型空腔出来的线材进行冷却的冷却池；传动机构：包括设置在挤压成型空腔入口侧的入口传动滑轮、位于入口传动滑轮后方并可引导待成型线材进入挤压成型空腔的引导通道、引导成型后的线材进入冷却池的出口传动滑轮，以及位于冷却池后方并可缠绕储存成型线材的缠绕转盘。与现有技术相比，本发明装置的尺寸小，工作温度不高，加热区域小，易于控制，安全性好；运行时没有三废排放，更加环保，适合在实验室等室内空间使用。

摘要： 本发明公开了一种基于金属丝熔融沉积成型的五轴3D打印装置。包括打印喷头、可升降的主轴，X和Y方向的导轨/滑台，水平轴支架，垂直支架、打印基台和卡盘。其的主要创新在于：(1)垂直支架安装在水平支架的中部，支架上安装有立式伺服电机，伺服电机轴(C轴)上安装打印基台或者卡盘。(2)水平支架的两侧由立式支柱支撑。水平支架与立式支架通过轴承连接，一端与卧式伺服电机轴固连(A轴)。电机轴与X轴平行。卧式伺服电机及水平支架安装在X向滑台上。(3)采用本装置打印工件时需要将零件划分为主体部和支件部，首先打印主体部，冷却后将其取下。然后将打印基台换成卡盘，将主体部在卡盘上装夹，从而以主体部为基台打印工件的各支件部。

摘要： 本发明公开了一种基于金属丝熔融沉积成型的四轴3D打印装置和打印方法。包括打印喷头、可升降主轴(Z轴)，X方向导轨/滑台、Y方向导轨/滑台，卡盘，水平轴支架和打印基台。主要创新结构如下：水平轴支架一端与一电机主轴固连，另一端连接打印基台或卡盘，二者根据需要装/卸。电机轴与X轴平行。于是该水平轴的作为A轴带动工件旋转。在X方向的一端，安装有线圈感应加热器。工件安装在卡盘上以后，可以运动到加热器的位置，对工件进行打印前的预热。根据熔融沉积成型分层堆积的特点，采用本发明装置打印时使Z轴和A轴进行阶段性进给。工件被预分割成数个不同的部分，每次的A轴进给完成一个部分的打印。

摘要： 本发明关于一种成型线材着色装置，适用于熔融沉积成型机，包含：成型线材、供输驱动器、加热区、喷涂区及隔热组件；喷涂区内设置喷头墨匣，喷头墨匣内分隔储置颜色染料，且底部设有数个喷孔，每一喷孔均与内部对应的喷液产生器连通，并与颜色染料相连通；隔热组件设置于加热区与喷涂区之间，供以对喷涂区的喷头墨匣予以隔绝保护；成型线材受供输驱动器导引进给至加热区内，并由加热器对成型线材实施加温，再将成型线材输送至喷涂区，由喷头墨匣以喷液产生器将颜色染料由喷孔喷涂至经加温的成型线材的第一表面上，以完成喷涂表面着色程序。

摘要： 本实用新型关于一种成型线材着色装置，适用于熔融沉积成型机，包含：成型线材、供输驱动器、加热区、喷涂区及隔热组件；喷涂区内设置喷头墨匣，喷头墨匣内分隔储置颜色染料，且底部设有数个喷孔，每一喷孔均与内部对应的喷液产生器连通，并与颜色染料相连通；隔热组件设置于加热区与喷涂区之间，供以对喷涂区的喷头墨匣予以隔绝保护；成型线材受供输驱动器导引进给至加热区内，并由加热器对成型线材实施加温，再将成型线材输送至喷涂区，由喷头墨匣以喷液产生器将颜色染料由喷孔喷涂至经加温的成型线材的第一表面上，以完成喷涂表面着色程序。