基于螺杆挤出式工业陶瓷3D打印技术的最佳成型工艺研究

结合现有橡胶挤出机的喂料挤出方式研发出一种适用于工业陶瓷聚合物共混材料的新型三维(3D)打印成型方法。根据工业陶瓷聚合物共混的最佳混合喂料配方,利用自主设计的新型螺杆挤出式3D打印机进行打印成型实验,将输料温度、喷头温度、出料速度、成型平台温度4个因素作为实验变量,采用正交试验打印出实验模型毛坯件,根据所得毛坯件的表面精度和成型品质进而确定出工业陶瓷聚合物共混3D打印最佳成型工艺。

XLH-150型连续混炼工业化机台的混炼工艺参数对胶料性能的影响

研究XLH-150型双转子连续混炼机的混炼工艺参数与胶料性能间的关系,确定XLH-150型连续混炼工业化机台的最佳混炼工艺,并与传统密炼机三段混炼工艺进行对比。结果表明:XLH-150型连续混炼工业化机台的最佳混炼工艺为初炼采用GK-45E型啮合型密炼机,转子转速为50 r·min^(-1),温度为40℃,混炼时间为270 s,填充因数为0.6;补充混炼采用XLH-150型双转子连续混炼机,转子转速为40 r·min^(-1),过2遍连续混炼机,各段温度分别为70,65,60和55℃。采用连续混炼工艺的胶料性能优于采用传统三段混炼工艺的胶料性能,即胶料的Payne效应降低11%,滚动阻力降低15%,拉伸强度和撕裂强度略有提高;同时生产效率提高44%以上,总单位能耗降低39%。

3D打印轨迹对玻璃纤维/ABS复合材料3D打印制品力学性能的影响

以玻璃纤维和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)颗粒为原材料,基于自主研制的复合材料双螺杆双喷头3D打印机,研究玻璃纤维含量和打印轨迹对玻璃纤维/ABS共混材料力学性能的影响。结果表明,在玻璃纤维含量逐渐增加的过程中,玻璃纤维/ABS试样的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度呈现先增大后减小的趋势;对于玻璃纤维含量相同,内部呈交叉填充的玻璃纤维/ABS试样,填充轨迹对样件压缩性能影响较小,对拉伸和弯曲性能影响较大;当玻璃纤维质量分数为20%,填充轨迹与外壁夹角为45°时,试样的力学性能最好:其拉伸强度达到54.24 MPa,较纯ABS提升了73.3%;弯曲强度为99.43 MPa,较纯ABS提升了42%;压缩强度为118.67 MPa,较纯ABS提升了48%。对采用不同轨迹填充的试样进行电镜扫描分析,发现玻璃纤维沿着打印轨迹方向均取向明显。

强混合复合材料双螺杆双喷头3D打印机的设计

本文针对现有市场3D打印机成型方式的局限性以及精度差的问题,设计出一套强混合复合材料双螺杆双喷头3D打印机。该装备采用两个喷头固定不动,打印平台沿三维坐标轴移动的形式,主机打印机机头采用双螺杆结构来进行喂料,提高物料的均匀性。喷嘴处设计了一套高精度熔体流量泵,可以精确控制物料挤出,解决自流的问题。另外,分别对泵体结构和阀体结构所打印出的模型件进行微观形貌测试,得出用泵体结构打印出的模型表面光洁度较好。

天然胶乳/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及性能分析

静电纺丝技术是目前连续制备纳米级尺寸纤维的唯一技术,在生物医药、能源电子、环境保护、化学、功能性纺织等领域得到广泛的应用。本文在研究天然橡胶(NR)成形机理和静电纺丝机理的基础上,通过溶液静电纺丝技术制备出了天然胶乳/聚乙烯醇(NRL/PVA)复合纤维,得出了在不同NR质量分数下NRL/PVA复合纤维形貌及性能的影响,为天然胶乳在静电纺丝方面的研究发展提供了重要的数据分析,具有重要的现实意义。