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解密特种陶瓷的3D打印成型技术

作者:admin时间:2019-09-14 06:24

  3D打印技术,也称为增材制造,是近年来兴起的一种快速成型技术。根据3D打印所用材料的状态及成形方法,3D打印技术可以分为熔融沉积成形、光固化立体成形、分层实体制造、电子束选区熔化、激光选区熔化、金属激光熔融沉积、电子束熔丝沉积成形。

  熔融沉积成形技术(FDM)技术是以丝状的PLA,ABS等热塑性材料为原料,通过加工头的加热挤压,在计算机的控制下逐层堆积,最终得到成形的立体零件。这种技术是目前最常见的3D打印技术,技术成熟度高,成本较低,可以进行彩色打印。

  FDM3D打印机作为以喷头挤出材料的3D打印机的代表,其打印支撑结构的相关特性具有推广性。基于现有的三自由度机械结构FDM3D打印机和相应的切片软件,在打印具有大跨度结构、外伸结构等悬空特征的模型时有添加辅助支撑结构的必要性,然而添加辅助支撑结构在保证模型顺利打印的同时也造成了打印材料的浪费。

  FDM的工作原理是将线状或者丝状的热熔性材料通过送丝机构送进打印喷头,并在喷头里面加热熔化。打印喷头沿着三维模型切片软件生成的扫描路径运动,同时,送料机构在电机驱动下通过送丝来增加喷头内部压力并挤出熔丝或者通过其他挤出机构挤出熔丝。喷头相对于打印平台至少有三个自由度(X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动或等效的三个自由度)。喷头每走完一层零件截面轮廓和填充路径就有一层材料与上一层材料凝固粘结,依次循环层层堆积成实体模型。

  FDM技术成熟度高,成本较低,可以进行彩色打印。那用于特种陶瓷成型技术有哪些不同吗?想要了解更多FDM技术用于特种陶瓷上打印的知识吗?敬请关注中国粉体网于2019年8月27日-28日举办的“第二届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”,届时来自长沙理工大学的杨现锋副院长将带来《基于FDM的特种陶瓷3D打印成型技术》的精彩报告。

  杨现锋,现任材料学院副院长。中国机械工程学会工程陶瓷专业委员会理事,中国陶瓷工业协会工业陶瓷分会副会长,湖南省青年骨干教师培养对象。2009年毕业于清华大学材料系材料科学与工程专业,获博士学位。

  主要研究方向:(1)工程陶瓷材料先进制造技术。主要包括高性能氧化锆、氧化铝、氮化硅和碳化硅陶瓷的注射成型、凝胶注模和流延成型等近净尺寸成型工艺基础和技术研究。(2)特种陶瓷材料结构功能一体化研究。主要包括高导热陶瓷基板材料及制造技术、齿科陶瓷材料及其制造技术和陶瓷过滤膜材料及其制造技术。(3)特种陶瓷3D打印技术及其在生物、环境及新能源领域的应用。

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