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谈述硫酸钙三维快速成型打印技术成型材料与粘结剂研制

收藏本文 2024-02-26 点赞:7352 浏览:21531 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)技术是20世纪80年代末产生和进展起来的一种新型制造技术,是利用三维CAD数据,通过快速成型机,将材料一层层地堆积成实体原型的技术,可以自动、快速、直接、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或制造零件。三维快速成型打印(Three Dimensional Printing,简称3DP)技术作为其中的一种快速成型技术,属于绿色的桌面快速成型设备,具有成本低、体积小、无污染等优点,而其中的粘接材料三维打印成型技术的原理和工作历程是利用喷头喷出粘结剂,选择性地将粉末材料粘结起来。由于设备原料采取粉末材料,不需要制作支承,成本远远低于其它的快速成型技术,是其它快速成型技术的一半以上;它可以制作出具有石膏、塑料、橡胶、陶瓷等原料属性的产品模型。不仅可以制作概念模型,而且可以制作产品模型,广泛运用于成型工业、建筑设计、医用器械制备、汽车等方面。该技术所用原料国内尚无产品,因而开发探讨该类原料具有较好的经济和社会效益。本论文对快速成型技术及三维快速成型打印技术的原理等进行了描述,并根据成型原理,主要通过对二水硫酸钙进行改性,通过正交试验确定了硫酸钙粉末硬化时间及分散性改善的最优条件,并对改性剂改性的原理进行了探讨,并将改性所得的关键组分改性硫酸钙与改性二氧化硅、聚乙烯醇、氧化铝等粉末进行混合,通过大量实验并结合数学模拟软件对粉末成型材料的最佳配方及混合工艺等进行了探讨,并对成型材料的密度、抗压强度、硬化时间、滚动性等进行比较测试。并以进口水基粘结剂作为参考,以蒸馏水为主要成分,通过添加丙三醇、无水乙醇、特殊表面活性剂等对水基粘结剂的表面张力、粘度、挥发速度、促凝性、电导率等性能进行了调节,制得符合打印头需求的水基粘结剂。将粉末成型材料与水基粘结剂上机打印,结合性能较好,打印结果比较满意。关键词:三维打印论文改性硫酸钙论文水基粘结剂论文粉末成型材料论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第一章 综述11-31

    1.1 绪论11-12

    1.2 成型技术综述12-14

    1.2.1 快速成型介绍12-13

    1.2.2 快速成型材料13-14

    1.2.3 快速成型技术进展近况14

    1.3 三维快速成型技术14-25

    1.3.1 三维快速成型打印技术种类14-16

    1.3.1.1 粘接材料三维快速成型打印技术15

    1.3.1.2 光固化三维快速成型打印技术15-16

    1.3.1.3 熔融材料三维快速成型打印技术16

    1.3.2 三维快速成型打印技术特点16-17

    1.3.3 三维快速成型打印技术成型原理17-18

    1.3.4 三维快速成型打印技术设备18-20

    1.3.4.1 3D 打印机18-19

    1.3.4.2 打印头19-20

    1.3.5 3DP 技术进展近况20-22

    1.3.6 3DP 技术成型材料22-25

    1.3.6.1 粉末材料22-23

    1.3.6.2 粘结材料23-24

    1.3.6.3 后续处理材料24-25

    1.4 石膏25-29

    1.4.1 石膏综述25-27

    1.4.2 石膏水化机理27-28

    1.4.3 石膏改性近况及进展28-29

    1.5 本课题探讨作用与主要探讨内容29-31

    第二章 实验试剂和仪器31-36

    2.1 实验试剂31-32

    2.2 实验仪器及测试设备32

    2.3 测试策略32-36

    第三章 二水硫酸钙改性36-50

    3.1 前言36

    3.2 二水硫酸钙改性36-43

    3.2.1 改性剂的选择36-37

    3.2.2 促凝改性剂型号影响37-38

    3.2.3 改性条件的确定38-41

    3.2.4 促凝改性剂用量的选择41-42

    3.2.5 干燥条件的影响42-43

    3.2.5.1 干燥温度的影响42-43

    3.2.5.2 干燥时间的影响43

    3.3 改性粉末快速硬化原理探究43-48

    3.3.1 改性前后红外比较44

    3.3.2 XRD 测试44-46

    3.3.3 SEM 测试46-47

    3.3.4 快速硬化理由探究47-48

    3.4 本章小结48-50

    第四章 水基粘结剂探讨50-60

    4.1 前言50-51

    4.2 粘度的调节51-52

    4.3 表面张力的调节52-54

    4.4 促凝剂的选择54-56

    4.5 水基粘结剂电导率的影响56-57

    4.6 pH 的影响57

    4.7 液体粘结剂快干性57-59

    4.8 小结59-60

    第五章 粉末成型材料的探讨60-71

    5.1 前言60

    5.2 密度和孔隙率60-61

    5.3 快速硬化时间61-62

    5.4 抗压强度62-63

    5.5 粉末粒径63

    5.6 滚动性63-64

    5.7 回归浅析64-67

    5.8 规划求解67-69

    5.9 混合工艺69

    5.10 上机测试结果69-70

    5.11 小结70-71

    结论与展望71-73

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