熔融沉积成型制备致密氮化硅陶瓷

创新地采用基于螺杆挤出和颗粒喂料的熔融沉积模型制备了致密氮化硅陶瓷。研究了喂料的打印性能、脱脂工艺,以及典型的打印缺陷的存在形式。结果表明,氮化硅颗粒喂料具有优异的打印性能,适合打印无支撑的小倾角、薄壁和复杂曲面的部件。本文研究开发的有机黏结剂体系结合溶剂+热两步脱脂工艺在厚截面部件制备中有突出优势,可以实现9 mm厚度的坯体安全脱脂。研究发现FDM的典型工艺缺陷有层间裂隙和路径间孔隙两种。结合气压烧结,制备了抗弯强度(774.5±70)MPa、密度3.25 g/cm^(3)的致密氮化硅陶瓷,并成功制备了形状复杂和维形良好的氮化硅陶瓷零件。

熔融沉积成型和选择性激光烧结打印聚醚醚酮髁突假体的生物力学研究

目的对3D打印个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)髁突假体进行有限元分析和压缩性能测试,分析假体的应力分布特征及机械力学性能,评估假体的临床应用价值及应用前景。方法通过CBCT、Mimics、Geomagic Studio、Solid Works和ANSYS Workbench等软件建立PEEK髁突假体、下颌骨和固定螺钉的有限元模型,加载最大咀嚼力,记录髁突假体和螺钉的最大应力以及下颌骨的应力应变。模拟临床实际情况,设计专用夹具,以1 mm/min速率对熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)和选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)两种方法制备的髁突假体进行压缩性能测试。结果有限元分析发现,PEEK髁突假体的峰值应力位于髁突颈的后部,为10.733 MPa;5个固定螺钉的峰值应力集中在靠近下颌升支后缘的2#和5#螺钉,为9.7075 MPa;假体和螺钉的峰值应力均小于其屈服强度。压缩实验发现,FDM和SLS制备髁突假体可承受的最大压力分别为(3814.7±442.6)、(1193.970±260.350)N;FDM制备假体相较于SLS制备不但压缩强度较大,且韧性较好。结论3D打印个性化聚醚醚酮髁突假体显示出均匀的应力分布和较好的机械力学性能,可为PEEK作为修复颞下颌关节的重建材料提供理论依据。

熔融沉积快速成型工艺的原理及过程

快速成型技术中的熔融沉积造型(FDM)工艺由于设备费用较低、材料利用率较高而在实际生产中得到广泛的应用。介绍了FDM的工艺原理和工艺过程,并指出该工艺的特点及应用范围。

面向熔融沉积成型技术的曳引机壳拓扑结构优化设计

为得到曳引机壳符合力学性能的轻量化结构,对某型号曳引机壳进行了拓扑优化设计.基于独立连续映射拓扑优化(ICM)方法和应力云图,设计出两种多孔填充的曳引机壳.通过有限元分析和利用熔融沉积成型制造(FDM)技术,验证了两种方案可达到使用性能方面的要求,实现了曳引机壳轻量化的目的,可为曳引机壳新产品的设计和制造提供参考方案.

试析国内熔融沉积快速成型技术的发展滞因及未来发展趋势

本文首先介绍了熔融沉积快速成型技术的原理、特点、发展史及目前国内整个3D打印行业的发展现状,接着论述了熔融沉积快速成型技术兴盛的原因,并分析了影响此技术发展停滞不前的四个重要原因,最后预测了FDM技术及整个3D打印行业未来的发展趋势。

面向熔融沉积成型的3D打印机故障声发射监控方法

针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机中打印喷头容易出现打印材料断丝或耗尽和喷头阻塞的故障模式,分别设计并开展2组实验,研究基于声发射传感器的故障监控方法.为了减小对传感器信号数据进行处理和存储的负担,并提升监控的实时性,使用基于声发射波击(AE hit)的参数化声发射信号处理及特征值提取方法.通过实验采集到了传感器数据并进行信号处理,研究故障模式和特征值之间的联系,得到最敏感的AE hit关键特征值.使用K-means聚类算法对两类故障模式进行同时识别研究.结果表明,在0.2s的时间分辨率下,基于AE hit的绝对能量和击数特征值,提出的监控方法对典型故障的识别准确率分别为94.62%和93.80%.

熔融沉积成型3D打印拉丝缺陷的正交实验研究

为了及时解决打印过程中的拉丝异常工况,提出基于振动信号的熔融沉积成型(FDM)3D打印拉丝缺陷正交分析方法.开展单因素试验,对加速度振动传感器采集的信号进行时域分析,提取相关峭度、峰值因子和脉冲因子特征值,确定喷头温度、回抽距离、回抽速率和空驶速率4个打印参数与零件拉丝缺陷的关系.在单因素试验的基础上进行四因素三水平正交试验,以提取的振动信号时域特征值为评价指标,通过极差与方差分析对试验数据进行分析.试验结果表明,利用该方法可以对拉丝缺陷进行识别,其中在使用材料为PLA的情况下,回抽距离和喷头温度对零件拉丝缺陷的影响显著,空驶速率和回抽速率影响不显著,当喷头温度为190℃、回抽速率为50 mm/s、回抽距离为12 mm、空驶速度为50 mm/s时,打印模型的拉丝情况最好.

熔融沉积成型的3D打印专利技术综述

本文对DWPI和SIPOABS专利数据库进行检索,分析近年来涉及熔融沉积成型(FDM)3D打印技术领域的专利申请。专利申请涵盖了成型工艺和装置、熔丝材料、支撑结构和液化器结构的研究改进等方面。熔融沉积工艺具有成型速度快、成本低、成型精度高等特点,是快速成型中最具发展前景的成型工艺之一。

熔融沉积制造工艺参数的优化

在 FDM工艺参数优化设计中 ,使用一个包含 2 2个尺寸、几何精度及表面粗糙度特征的测试件 ,采用一个具有最少试验次数的正交试验得到 2 7个 FDM原型 .通过使用三坐标测量仪和表面粗糙度轮廓仪来测量原型件的各种特征 ,并使用 MATLAB软件进行试验数据处理 ,据此结果来评估 FDM原型件的质量 .取得了加工工艺参数与原型件质量之间的关系 ,并进行了工艺参数的优化 .研究结果表明 ,工艺参数的优化设置能大幅度改善原型件的质量 .

SLS和FDMS制造超薄金刚石锯片对比研究

提出了一种使用增材技术制造金刚石工具的新思路,即使用熔融沉积成型烧结(FDMS)工艺来制造超薄金刚石锯片。详细介绍了选择性激光烧结(SLS)工艺和FDMS工艺在超薄金刚石锯片制造中的应用,并从主要设备仪器、工艺原理、工艺步骤以及成型材料、成本与生产应用等角度,对2种工艺进行比对。研究发现:在选择合适材料的条件下,2种工艺均能够制造出精度极高、性能优良的金刚石超薄片。SLS工艺具有能耗较高、成本昂贵,工艺简洁、一次成品等特点,适合于超薄金刚石锯片的研发等用途;FDMS工艺环节较多,且每个环节需单独优化参数,工艺流程较烦琐,但其便于批量生产性能一致的产品。FDMS工艺所制试样能够具备与传统粉末热压烧结试样相近的物理力学性能,但仍有一定的优化空间。

熔融沉积成型3D打印聚醚醚酮工艺优化研究进展

聚醚醚酮(PEEK)因其具有耐高温、耐腐蚀、高硬度、质量轻、耐疲劳等特点,被广泛应用于机械制造、航空航天等高端领域,可作为金属材料的替代产品。随着科技的进步,PEEK材料被用于精密机械和复杂材料的制造原料,传统注塑成型已无法满足微精密、高强度零部件的需要,限制了其进一步发展和应用。然而,将3D打印技术与PEEK材料体系结合为其制造和应用的发展提供了全新的思路,其中熔融沉积成型(FDM)3D打印PEEK技术的发展尤其突出,但通过FDM成型PEEK的工艺参数因其制造方法的局限性而尚未形成统一标准。因此,本文通过综述近年来FDM工艺参数对PEEK力学性能和结晶度影响的相关研究,总结出FDM打印PEEK的最佳工艺参数,并对FDM打印PEEK的发展前景进行展望。

FDM成型后ABS材料表面质量车削实验研究

ABS材料作为一种热塑性材料,常用于熔融沉积成型(FDM)工艺等多个领域。通过对不同成型角度和分层厚度的FDM实验研究可知,运用该技术成型的ABS材料表面质量普遍较差。为了解决这一问题,采用增减材混合加工方法,选用合适的FDM成型参数组合,对FDM成型后的ABS材料进行超声振动切削实验研究,从而改善该材料的表面质量。同时,对切削实验后的结果进行极差分析,研究了切削三要素对表面粗糙度的影响规律,并通过实验对比研究了普通切削和超声振动切削ABS材料的表面形貌特征区别。

更多材料用于FDM快速成型

用于熔融沉积制造（FDM快速成型）和直接数字生产系统的材料选择将更多。Pc和PC／ABS现在可用于FDM360mc，透明ABS和药物级（USPV级）PC则是FDM400mc的新选择。该产品可供用户选择强度更高，韧性更好温度更高的材料。

骨组织工程支架的制备方法研究进展

背景:由于自体骨源的数量较少,且使用异体骨会产生免疫排斥、疾病扩散等危险,因而人造骨材料在当今的骨移植中起到了不可替代的作用。伴随着功能定制、生物相容性的要求和生物可降解材料的出现,已经出现了多样化的生物材料和多种制备方法。目的:概述目前应用于骨组织工程支架的制备方法,总结各种制备方法的优缺点、研究现状与进展。方法:使用计算机在中国知网、万方数据、PubMed及ScienceDirect数据库检索2008年1月至2023年8月关于骨组织工程支架方面的文献,以“Tissue engineering,Bone scaffold,Gas foaming,Cryotropic gelation,Additive manufacturing等”为英文检索词,以“组织工程,骨支架,气体发泡,低温凝胶,增材制造等”为中文检索词,排除无关和重复性研究,共保留80篇文献进行了总结归纳。结果与结论:①相较于传统支架的制备工艺,近年来新兴的增材制造和静电纺丝技术在用于组织工程的复杂结构如骨和软骨的生产中,表现出了巨大的潜力。②增材制造方法除了在速度、精度和使用的材料范围方面更具优势,还提供了制造高度复杂的几何形状和拓扑优化结构的可行性,实现精确调节和构造结构的高重复性。③静电纺丝是生产一系列纤维垫的最具适应性和前景的技术之一。通过静电纺丝产生的纳米纤维支架是与细胞质基质微观结构非常惊人地相似的生物材料。④目前在陶瓷材料上以羟基磷灰石和磷酸三钙应用性能较好,在高分子材料上目前材料种类多样,以生物相容性优良的材料应用较多。⑤因此,在骨组织工程支架材料的选择上应更好地了解它们的特性,避免复杂化,以生产更具增强功能的支架。然而,目前报告的绝大多数文献对临床的适用性都是探索性的,具体适合哪种疾病的治疗还有待检验。未来骨支架的发展需体现在这几个方面:与缺失骨相匹配的力学性能、降解速率可控、促进骨再生力强以及附有特定功能。

基于快速成型技术的组织工程支架制备进展

介绍了组织工程支架的重要性和基本要求 ,综述了组织工程支架制备中的新技术 :三维打印技术、熔融沉积模型以及选择性激光烧结等三种快速成型技术的基本原理及应用情况 。

振动利用对FDM薄板动力学性能的影响研究

熔融沉积成型(FDM)是当今迅速发展起来的一种快速成型技术(也称3D打印技术),在一定时间内能够直接打印出具有复杂几何形状的模型或零件。然而,FDM产品在机械性能方面却很难与传统加工方式生产的零件相媲美,成为了制约该项技术发展的重要因素之一。首次提出利用振动提高FDM薄板的动力学特性的新方法:将振动引入FDM过程,建立了振动式FDM 3D打印机;分别制备了引入振动前、后Z和X两个打印方向的试验样件,并进行了相应的锤击法模态试验;对比分析利用振动进行加工的FDM样件和普通样件的试验结果,确定振动利用对FDM薄板动力学性能的影响规律。研究表明,利用振动能够使FDM薄板的固有频率发生改变,有效降低其共振响应,提高模态阻尼比,从而提高FDM薄板的阻尼减振性能。

基于快速成型技术的车载多功能物品架制备工艺研究

运用3D软件正向或者逆向创建车载多功能物品架的三维模型,经过修改后得到想要打印的产品三维模型,并经STL数据转换后输入到快速成型设备系统中,设置合理的支撑与摆放方式,合理运用激光选区烧结法、熔融沉积法等快速成型方式,在SLS、FDM成型设备上完成设计产品的打印后,将车载多功能物品架产品原型经过一定的后处理,如,支撑材料的去除、固化、修补、打磨、抛光、上色等强化处理等,满足产品或模型制件的最终要求。

快速成型技术发展状况及展望

快速成型制造技术特别适合于形状复杂、精细的零件加工。生产柔性化很高，技术高度集成，设计制造不需专门的工装夹具和模具，大大缩短了新产品的试制时间，零件的复杂程度和生产批量与制造成本无关。目前该技术逐渐得到了工业界的重视。渗透到更多领域。取得越来越多应用成果。

一种基于FDM的快速原型机设计

快速成型技术是一种新型加工技术,有快速性、加工柔性化、技术集成性高等优点,特别适合于形状复杂、精细的零件加工,在模具制造、新产品试制等领域应用广泛。本文对该技术的工艺原理、材料加入不溢料条件和熔融沉积快速原型机的设计与实验制作等方面进行了研究。

非封闭式FDM 3D打印机喷头温度控制器研究

针对非封闭式熔融沉积成型(FDM)技术3D打印机喷头温度受环境温度、打印机内部加热元件、打印喷头系统的散热性能和空气流速等因素的影响,喷头温度的控制变得复杂且呈非线性,传统比例-积分-微分(PID)控制无法满足打印需求的问题,提出改进鲸鱼优化的反向传播(BP)-PID控制器对PID参数自适应控制,从而对喷头温度精确控制。实验表明:改进的鲸鱼优化算法比遗传算法与粒子群算法寻优能力更强,且经改进鲸鱼算法优化的BP-PID喷头温度控制器稳定速度更快,自适应能力更强。