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。

窄粒径分布近球形PA12粉末制备及其SLS制件性能研究

采用溶剂沉淀法,以聚酰胺12(PA12)母粒和乙醇为原料,通过添加二氧化硅(SiO_(2))控制其球形度及分散度,改善降温速率、溶质/溶剂比及搅拌速度等工艺条件制备粒径分布较窄的PA12粉末。结果表明,SiO_(2)质量浓度为0.15 g/mL,降温速率为0.15℃/min,溶质/溶剂比为1∶6,搅拌速度为300 r/min时,PA12粉末形貌规则,球体粒径分布为25~85μm,平均粒径为49.7μm,表面质量较好。SLS成形件表现出较好的力学性能,拉伸强度为43.8 MPa,弯曲强度为47.2 MPa,断裂伸长率为28.1%。

选择性激光烧结用尼龙1212粉末的制备

为得到适用于选择性激光烧结的原材料,降低选择性激光烧结用尼龙1212生产成本,用溶剂沉淀法制备了尼龙1212粉末,讨论了溶剂种类、溶解温度、成核温度等因素对尼龙1212粉末粒度和形貌的影响。通过显微镜、扫描电子显微镜、粒度分析、差示扫描量热法等对制备的尼龙1212进行了表征,结果表明采用溶剂沉淀法可有效地制备出分散良好且粒径在20~80μm范围内的尼龙1212球形粉末,其最佳制备工艺条件为:乙醇作溶剂、溶解温度为160℃,将成核温度控制在130℃。对自制尼龙1212和市售选择性激光烧结用尼龙1212进行了松装密度、熔体流动速率、拉伸及弯曲等性能表征,发现两者的粉末性能和制件性能接近,其中自制尼龙1212的弯曲强度和弯曲弹性模量略高于市售尼龙1212,已达到了选择性激光烧结对原材料的要求,能烧结出光滑制件,其尺寸精度可达到±0.1 mm。

覆膜砂激光快速成型技术在文创产品设计制作中的应用

提出了一种针对文创产品的设计与制作工艺。利用覆膜砂激光快速成型技术,通过模型设计、数据处理、激光加工等工艺步骤,实现了复杂结构文创产品砂型样件及金属工艺品的制作。

选择性激光烧结用尼龙粉体的老化及回收研究进展

从选择性激光烧结原理出发,分析了选择性激光烧结用尼龙粉体老化机理、老化粉体物理化学性能的变化特征、老化粉体性能变化对选择性激光烧结工艺和制件性能的影响及老化粉体回收利用措施。综合研究分析,提出老化粉体回收的进一步研究应从分子尺度出发,改变其分子量,从根本上恢复材料的烧结性能。

数字化复合3D打印技术在文物领域的研究及应用

以西汉文物西汉“虎钮五铢纹铜錞于”为例,基于其形状结构、色彩结构、历史文化等信息特征,利用显微摄影、堆叠摄影和高精度三维数据测量等技术,开展文物数字化信息采集、建模、复制研究,探索3D打印文物复制技术。通过设计3D打印工艺方法对文物高精度复制品的制作工艺进行研究,完成西汉文物“虎钮五铢纹铜錞于”高精度复制,形成一套先进、有效的文物数字化复制技术。

STL数据处理对激光烧结制件表面条纹影响的研究

对光固化立体造型(STL)模型数据的尼龙选择性激光烧结(SLS)制件表面条纹进行研究,利用SLS成形技术原理、STL模型数据存储规则、激光扫描路径形成原理,设计STL模型数据的尼龙SLS实验,分析STL模型数据烧结制件表面条纹形成机理,并提出避免条纹形成的方法。实验分析结果表明:制件表面条纹的产生是由于系统软件读取数据时,数据平面有三角形缺失或冗余;制件表面条纹与STL模型数据在成形坐标系中的Z坐标值有关,且与实际烧结层厚的关系存在一定规律性;通过对STL模型数据三角形均匀化处理或使其Z坐标不在特定坐标,能够避免制件形成表面条纹。

基于轮廓失效激光3D打印技术的金属工艺品铸造技术

利用轮廓失效激光3D打印技术配合砂型铸造工艺,提出了一种金属工艺品的制作方法。通过模型设计,CAD数据处理,激光3D成型制备覆膜砂铸型,成功铸造出金属工艺品。