乌鲁木齐3D打印

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DLP技术难点攻克与TPMS结构探索

更新时间: 2024-12-13 16:34:14  查看次数: 100    
3D打印技术差不多,用 DLP 制备技术在打印零件的时候,一层一层做的过程和烧结的时候,还是存在一些问题的。做好的生坯在后面处理以及脱脂的时候,也可能会让陶瓷零件的机械强度变低。有人建议用慢一点的温度变化,这样能防止温度突然变来变去,不然就会产生小裂纹。这次的工作主要研究了曝光时间和打印角度对 DLP 制造技术有啥影响。结果发现,在不一样的曝光模式下,陶瓷浆料会有不同的固化特点。当弱曝光时间是 1 秒,强曝光时间是 13 秒的时候,三点弯曲强度能达到 580MPa。各层之间粘得紧,是弯曲强度好的保证。固化的深度会随着光照时间变长而增加,但是固化深度增加了,对三点弯曲强度并没有好的影响,反而是起起伏伏的。样品在 45°的打印角度下,抗弯强度是最差的。这就说明 3D 打印是有方向上的差异的,在做样品的时候得考虑打印角度。要想得到高强度的陶瓷,还得把陶瓷材料的新工艺路线优化一下。
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蜂窝材料是一种密度低、比强度高的材料,像声学、导电性、热学性能、机械性能这些方面都有特点。有些研究人员用实验、计算、分析这些方法,去研究多孔材料的线性和非线性的机械反应,包括弹性、屈服、屈曲还有缺陷的影响。这些研究发现,基础材料的性能、晶格结构以及结构的相对密度,都会影响整体的性能。当模型的基础材料和相对密度固定的时候,孔结构的机械性能主要是由晶胞的几何特征决定的。最近,大家对细胞材料的研究兴趣转到了像三重周期性最小表面(TPMS)这种有数学定义的细胞结构上。可惜很长时间以来,用传统的成型方法很难做出这些复杂的 TPMS 结构,而且精度也不好,这就成了一个障碍。随着 3D 打印技术发展起来,要准确做出 TPMS 结构就变得可行多了。最近,也有一些关于用高分子和金属做出有 TPMS 结构的细胞固体的研究被报道出来。
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Diab W. Abueidda 等人研究了 TPMS 结构的应力应变曲线,Maskery 等人和 Khaderi 等人研究了 TPMS 结构的变形机制(是以弯曲为主还是以拉伸为主)。和高分子的 TPMS 不一样,Oraib Al - Ketan 等人用 CAD 对 TPMS 的结构做了一些改变,弄出了基于薄片或者骨骼状的结构,还评估了它们的机械性能。虽然陶瓷 3D 打印技术受到了很多人的关注,但是关于用这个技术做出 TPMS 结构的文章还是很少。在所有能用的 3D 打印方法里,光聚合 / 立体光刻技术显然是能把陶瓷 TPMS 结构精确打印出来的最好选择。Al - Ketan 等人用陶瓷 SLA 技术做出了氧化铝的 TPMS 结构当催化载体,还研究了它的力学性能和流动特性。