基于DLP光固化的3D打印工艺及性能研究

针对光固化增材制造高效率、高精度的生产需求,开展了基于数字光处理(digital light processing,DLP)3D打印技术的工艺及性能研究,研究了DLP光固化3D打印的设备工作原理、光敏树脂成型机制和工艺设计流程,并对光敏树脂的黏度性能以及成型制件的机械性能进行了试验分析,进一步分析了其在DLP光固化3D打印过程中的作用机制,以期为DLP面曝光3D打印的设备研发、工艺优化及快速制造等提供理论基础。

DLP光固化3D打印精密铸造陶瓷型壳的研究

从利用3D打印技术直接制备精密铸造陶瓷型壳的角度出发,采用自制的DLP光固化3D打印设备,研究了每层曝光时间和层厚2个打印参数对陶瓷打印件尺寸精度的影响,测量分析了打印件脱脂烧结后的收缩情况,用扫描电镜观察分析了烧结件断口微观形貌,研究了型壳摆放方式、打印件支撑设计对脱脂与烧结后型壳质量的影响。结果表明,针对本自制设备以及所用的陶瓷浆料,合适的每层曝光时间为30~35 s,层厚为0.1~0.2 mm。烧结件各方向的尺寸收缩率均为15%左右,得到的陶瓷件具有一定的气孔。打印型壳采用封闭式面支撑、型壳素坯脱脂与烧结时采用立放的方式,烧结型壳质量较好。

精密铸造陶瓷型壳DLP光固化3D打印机的研制

3D打印技术融合精密铸造已成为传统企业创新发展的新方向。研制了用于制备精密铸造陶瓷型壳的DLP光固化3D打印机,其主要结构包括DLP曝光系统、Z轴运动系统、控制系统以及成形系统。对设备的主要部分结构进行了设计,通过试验研究了相关成形参数,确定了合适的Z轴移动速度为150~300 mm/min,每层曝光时间为30~35 s,层厚为0.1 mm,最小打印尺寸为0.9 mm,可为后续制备陶瓷型壳的研究提供参考。