高分子材料加工成型进展课件.pptx

3D打印技术简介及进展
高分子材料加工
杨政 3160183
什么是3D打印?
简单来说,3D打印就是指通过可以打印出真实物体的3D打印机,通过分层加工/迭加成型的方式逐层增加材料来最终制造出立体实物。具体而言,就是软件通过电脑辅助设计技术完成一系列数字切片,并将数字切片的信息用3D打印机完成固态成型。
发展过程
20世纪初期
3D打印源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术,上世纪80年代已有雏形,其学名为“快速成型”。
20世纪80年代
在20世纪80年代中期,SLS被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利。
20世纪末期
1995年,麻省理工创造了“三维打印”一词,当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机的方案,变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案,而不是把墨水挤压在纸张上的方案。
3D打印技术方法
积累技术
基本材料
选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)
热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末
直接金属激光烧结(direct metal laser sintering, DMLS)
金属及其合金
熔融沉积成型(fused deposition modeling, FDM)
热塑性塑料、共晶金属、食用材料
立体平板印刷(stereolithography, SLA)
光硬化树脂
数字光处理(DLP)
液态树脂
熔丝制造(fused filament fabrication, FFF)
聚乳酸
融化压模(Melted and extrusion modeling, MEM)
金属线、塑料线
分层实体制造(laminated object manufacturing, LOM)
纸、金属膜、塑料薄膜
电子束融化成型(electron beam melting , EBM)
钛合金
选择性热烧结(selective heat sintering, SHS)
热塑性塑料粉末
激光烧结
工艺原理
工作时粉末缸活塞上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。
在烧结前,整个工作台被加热至稍低于粉末融化温度,以减少热变形,并利于与前一层的结合。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺设新粉,控制激光束扫描烧结新曾。如此循环往复,层层叠加,就得到三维零件。
加工流程
SLS原型的制作中无需加额外支撑,因为没有烧结的粉末起到了支撑的作用。
分层参数如分层厚度,零件加工方向,扫描间距等。成型烧结参数包括扫描速度,激光功率,粉末类型,铺粉厚度…
从成形室取出后,用毛刷和专用工具将制件上多余的粉末去掉,进一步清理打磨之后,还需针对原型材料作进一步处理。
参数选择
原型制作
后处理
SLS技术的优点
成形材料多样性,价格低廉:这是SLS最显著的特点。理论上凡经激光加热后能在粉末间形成原子联接的材料都可作为SLS成形材料。目前已商业化的材料主要有塑料粉、蜡粉、覆膜金属粉、表面涂有粘结剂的陶瓷粉、覆膜沙等。
对制件形状几乎没有要求:由于下层的粉末自然成为上层的支撑,故SLS具有自支撑性,可制造任意复杂的形体,这是许多RP技术所不具备的。成型不受传统机械加工中***无法到达某些型面的限制。