学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

三维打印快速成型机材料的研究

作　者: 孙国光
导　师: 杨来侠
学　校: 西安科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 三维打印快速成型粉末配方均匀设计
分类号: TH16
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 606次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

快速成型制造技术是制造业发展的一个重要方向,也是当前各大学、研究机构和企业竞相开发的前沿制造技术。在这一领域美国一直处于领先地位,而欧洲、日本和中国也取得了丰硕的成果。目前,快速成型技术成本相对较高,主要应用在一些大企业,因此,研究的热点问题主要集中在降低成本、开发新型能源、新型材料和新的成型工艺与方法上,以加快快速成型技术的推广。在这种形势下,三维打印快速成型机产生了。三维打印技术无需激光,造价和使用成本低,且可靠性高,设备体积小,成型速度快,是一种能够被普及的快速成型系统。本文对三维打印快速成型机的材料,尤其是粉末材料进行了研究,分析了粉末的形状、粒度、粒度分布、粉末密度和成分以及溶液饱和度等对成型的影响,介绍了淀粉、石膏等粉末及其粘结溶液。开发了石膏基复合粉末和与之匹配的粘结溶液,通过试验和制件微观组织的分析,确定了主要添加剂成分以及在成型过程中的作用,并对所选用粉末和粘结溶液的理化性能进行了测定。本文设计的三维打印快速成型机的材料,采用石膏与添加剂的混合粉末作为主要原材料,与目前其它快速成型技术相比,成本更低,更环保,采取适当的工艺使其具有相当的强度,可以在某些场合替代现有的塑料和树脂模型,作为概念原型、功能测试的原型、模具和功能零件使用。将带限制的混料均匀设计应用于粉末的配方设计,在不影响分析粉末成分对制件性能影响规律的前提下,极大地减少了试验次数。得到了粉末配方对制件各种性能的回归方程,建立粉末配方的多目标优化模型。求解最优配方并进行试验验证,回归和优化结果在试验涵盖的范围内有效,可作为配方选择的依据。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 选题背景及意义  8
  1.2 现有快速成型技术的分类及各自特点  8-12
    1.2.1 液态光敏聚合物选择性固化（SLA：Stereo lithography Apparatus 立体平板印刷)  9-10
    1.2.2 薄型材料选择性切割（LOM：Laminated Object Manufacturing 分层物体制造)  10-11
    1.2.3 丝状材料选择性熔复（FDM：Fused Deposition Modeling 熔积成型）  11
    1.2.4 粉末材料选择性烧结（SLS：Selective Laser Sintering 选择性激光烧结）  11-12
  1.3 三维打印快速成型技术研究的国内外现状  12-13
  1.4 论文的主要研究内容  13-15
2 三维打印快速成型技术的设计思想  15-18
  2.1 三维打印快速成型技术的总体思想  15-16
    2.1.1 成型材料的选择  15
    2.1.2 成型思想  15-16
  2.2 三维打印快速成型的研究特点  16-17
    2.2.1 成型原理  16-17
    2.2.2 三维打印成型设备的功能  17
  2.3 本章小结  17-18
3 成型材料和成型过程的研究  18-34
  3.1 成型材料概述  18-23
    3.1.1 成型材料的要求  18-19
    3.1.2 粉末材料  19-22
    3.1.3 粘结溶液材料  22-23
  3.2 成型材料的类型  23-28
    3.2.1 淀粉基复合粉末和粘结剂  23-24
    3.2.2 陶瓷粉末和粘结剂  24-25
    3.2.3 石膏基粉末和粘结剂  25-28
  3.3 成型材料的制备及试验  28-33
    3.3.1 粉末和粘结溶液的制备  28
    3.3.2 粉末性能的测量  28-32
    3.3.3 粘结溶液性能的测量  32-33
  3.4 本章小结  33-34
4 粉末配方的试验研究  34-46
  4.1 复合粉末配方的均匀试验设计  34-38
    4.1.1 均匀试验设计  34-36
    4.1.2 带限制的均匀混料设计  36-37
    4.1.3 试验方案及结果  37-38
  4.2 均匀试验设计结果的分析  38-45
    4.2.1 制件的微观结构  38-41
    4.2.2 粉末中各成分含量对制件的影晌  41-45
  4.3 本章小结  45-46
5 粉末配方试验的回归分析  46-52
  5.1 建立回归模型  46-47
  5.2 回归分析  47-48
  5.3 回归模型的显著性检验  48-49
  5.4 回归模型物理意义的分析  49
  5.5 粉未配方的优化设计  49-51
  5.6 本章小结  51-52
6 结论  52-54
  6.1 论文的工作总结  52-53
  6.2 研究展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-57
附录  57

三维打印快速成型机材料的研究

内容摘要

全文目录

相似论文