常州3D打印

常州3D打印

关于材料打印成型三维结构的研究分析

    

到目前为止,所制备的短碳纤维增强打印墨水直能实现拉伸测试样品以及蜂窝结构样品,这样厚度方向上等截面的模型打印。对于有一定跨度的三维模型打印却无能为力,而这将极大地限制这项技术在结构设计领域的应用。
挤出式的3D打印天然的劣势就是在缺乏足够支撑的情况下,高跨度的结构打印质量差或者根本无法成型。对于热塑性熔融挤出打印而言,由于挤出以后迅速冷却固化,因而能实现的最高跨度远高于靠自身流变性质保持形状的环氧打印墨水。因此,热塑性材料可以使用同一种材料,在需要支撑的部分打印稀疏的网格结构,既能起到支撑作用,又能在打印完成以后便于去除,这样就能实现三维模型中的高跨度部分的打印。
而这在环氧打印墨水完全不适用,其原因如下:
  • (1)环氧打印墨水的凝胶状态受重力作用,在有跨度的情况下极易产生流动而破坏,无法打印较为稀疏网格结构作为支撑;
  • (2)打印是先成型后固化,因而支撑部分与打印部分一起固化将有较强的一体性,不易去除支撑部分,尤其是三维点阵结构;
  • (3)仍以点阵结构为例,需要的支撑部分将远多于打印部分,造成极为严重的浪费。

采用支撑的做法,不用对材料做化学上的修饰,依然是首选的方案。那么如果采用不同于打印材料的支撑材料,除了要考虑容易去除,还必须要考虑其必须与打印材料性质相类似。这其中主要是密度,相同挤出量对于下层材料施加的重力载荷相类似,保证了在Z方向上的一致性;流变性质,凝胶状态下储能模量以及剪切屈服应力相类似,有利于通过调整打印参数获得相一致的层厚和铺设间距;支撑材料与打印材料结合越好,支撑材料去除后,二者所接触的表面质量就越高。另外,打印机需有支持多个料筒打印的部件,一旦设定好程序,可以自动完成打印部分和支撑部分的打印。


2021-08-02 14:26:26