基于FDM技术的多料口粒料3D打印 供料及挤料系统设计

FDM 3D打印机多采用由颗粒状热塑性材料加工而成的丝状热塑性材料,材料成本较高,且由于材料本身丝状的几何形状难以实现均匀混合,使得FDM彩色混色3D打印技术具有一定的局限性,难以实现多色混色打印。针对以上问题,根据传统挤出技术并结合熔融沉积(FDM)技术特点,研制了粒料式FDM 3D打印设备供料及挤出系统,原材料直接选用颗粒状塑料,并设计了多个进料口、储料仓和排气螺杆,进料采用穴播轮控制方式。设计结果可以实现不同颜色、不同塑料进料量的合理配比,使颗粒塑料实现充分熔化、加压、均化、排气、再均化、挤出过程,实现均质材质的粒料3D打印过程及多色混色打印过程。所提出的设计可以使用粒料直接进行3D打印,既降低了制料成本、缩短了制料周期,又实现了废料的有效利用,可为3D打印技术的发展提供参考。     

三分叉节点的建模和3D打印制造一体化研究

具有光滑过渡的复杂分叉节点的建模和3D打印是该类节点实现先进设计和智能制造的关键,本文用SolidWorks的特征造型功能实现了具有光滑过渡外型的节点的建模,然后分别利用3D打印技术的FDM和SLM工艺将其打印成型.研究结果表明:基于SolidWorks和3D打印的建模制造一体化技术可以有效解决复杂节点采用传统的铸造工艺难以生产的问题,实现节点设计制造的智能化.     

遥控器模型的3D打印工艺优化

熔融沉积(FDM)技术是3D打印技术的一个重要发展方向。提高3D打印模型表面质量及其性能最经济合理的方法就是在特定的设备软件和硬件情况下,对于给定的3D打印系统,优化其工艺过程的控制参数。本文基于熔融沉积成型(FDM)工艺,优化了模型摆放方向、打印速度、温度、层厚及支撑等工艺参数,打印的遥控器模型的表面质量比之前未优化的表面质量显著提高。通过后处理,使模型外观达到了使用标准。     

生物材料的3D打印研究进展

在生物医药领域,通过对生物材料或活细胞进行3D打印,可构建复杂生物三维结构如个性化植入体、可再生人工骨、体外细胞三维结构体、人工器官等,因而基于生物3D打印在个性化定制及复杂结构调控制造上的独特优势,综述了生物3D打印技术的基本工艺、应用领域与研究进展.重点针对3D打印生物材料这一研究热点,全面讨论了喷墨打印和注射挤出打印两种路径,分析总结了3D打印相关生物材料并应用于体外模型、医疗器械和植入体的制造以及可降解组织支架、细胞三维结构体的构建,最后对该技术未来发展趋势和研究重点提出展望.     

一种新型3D打印喷头的流固耦合分析

针对FDM热熔性3D打印喷头受孔径和结构限制,容易出现物料供给不通畅和容易堵塞的缺陷,提出了一种新型3D打印喷头。通过三段式结构,实现了在两段锥形截面中间加入过渡面和过渡圆角的方法,实现了打印喷头内部流体的改进。根据热熔性丝材的特性与流场理论,对新型3D打印喷头进行流固耦合分析,发现打印喷头的内部流体流动矢量分布均匀、流动方向一致,而新型打印喷头的变形很小,仅为实体结构尺寸的2. 5%,验证了新型3D打印喷头设计的合理性。     

FDM薄板振动特性的理论与实验研究

熔融沉积成型(FDM)是一种能够直接打印出具有复杂几何形状零件的快速成型技术.然而,FDM在振动性能方面很难与传统加工方式相媲美,需要对其进行更为实际的振动特性分析,为此首次提出FDM 3D打印薄板的振动特性理论建模方法.以悬臂边界条件下FDM薄板为研究对象,基于经典层合板理论,采用双向梁函数组合法表示振型函数,并通过Ritz法求解获得了复合薄板的固有特性;搭建了FDM 3D打印薄板的固有特性测试实验台,以获得薄板的模态振型和固有频率;计算与实验结果验证了理论计算方法的正确性和可靠性.     

个性化聚醚醚酮植入物的制造工艺研究

为了解决个性化假体数控加工材料浪费严重、加工成本高、异形薄壁件加工困难,以及增材制造力学性能不足的难题,提出了一种利用光固化3D打印技术制造个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)假体的耐高温树脂注塑模具,并进一步通过注塑工艺获得高强度个性化假体的方案。该方案充分地结合了3D打印技术和传统注塑技术的优势,即利用3D打印技术实现复杂的结构形状,利用传统注塑技术实现优异的综合力学性能。研究了在模芯设计过程中分型面的设计原则、模芯合模固定方式的选择原则以及模芯是否填充材料的原则。利用该方案制造了个性化PEEK颅骨和下颌骨假体,并对注塑件进行结晶度测试、组织观察。结果显示,PEEK注塑件的结晶度为30.82%,注塑件组织致密,无孔隙和缺损。因此,采用3D打印和注塑相结合的方案制造具有综合力学性能的个性化PEEK植入物是可行的,对个性化PEEK植入物在临床的广泛应用具有一定的参考作用。     

贵州龙化石三维数字模型的构建与3D打印

针对古生物化石数字化建模过程中存在局部特征丢失、重构精度低、色彩还原性差等问题。以贵州龙化石为研究对象，采用非接触式激光三维扫描技术获取带纹理的点云数据，基于纹理映射的局部特征修复方法，讨论了不同特征线提取法对化石表面结构拟合精度的影响，构建了高精度、真实感三维数字模型，并采用基于白墨填充技术(White jet process, WJP)的全彩色3D打印技术对化石进行复制。研究结果表明：采用纹理映射特征修复结合探测轮廓线提取特征线进行曲面重构的方法能够精确的反映贵州龙化石的结构特征与纹理色彩，模型最大偏差为-0.019 1～0.020 0 mm。彩色3D打印技术制作的贵州龙化石模型表面光滑、结构精细、纹理色彩还原度高，能够克服传统化石复制方法与普通3D打印技术的不足，对古生物化石的研究、展示、复制提供了技术参考。     

2020年3D打印热点回眸

 3D打印是基于材料累加原理,将计算机中的三维模型通过分层添加材料打印出实物的一种增材制造技术。2020年,3D打印研究在打印机理、技术改进及应用拓展等方面取得了重要进展。从打印方法改进、新型墨水研发、新型结构制备和应用,以及金属3D打印机理研究等方面回顾了3D打印的年度研究热点和代表性成果。     

对3D打印医疗器械管理的政策建议

 3D打印技术,又称为增材制造技术,是一种通过三维数据,通常由逐层加工的方式结合材料以制造构件的技术。近年来,随着技术的发展,3D打印已率先在医疗领域获得应用上的突破。这主要因为医疗行业个性定制化需求显著,鲜有标准的量化生产,而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在^[1]。目前,3D打印在医疗器械领域的应用主要包括：体外医疗器械,如医疗模型、假肢、齿科手术模板等;个性化植入物,如颅骨修复、颈椎人工椎体及人工关节等;常规植入物,如关节柄的表面修饰、种植牙、补片等;加入细胞3D打印人体器官等^[2]。     

生物3D打印——打印生命的希望

我们通常把3D打印技术又称为快速成型技术,但事实上,二者还是有少许区别的——快速成型技术主要是指3D打印技术的形状打印功能,即“制造模型”——这也是目前3D打印技术应用得最多的领域。而3D打印技术的概念却不止于此,3D打印的概念涵盖了制造产品的全过程。     

增材制造技术的应用与挑战

0 引言 增材制造(additive manufacturing,AM)俗称3D打印,用于从三维模型数据中制造各种结构和复杂几何形状,这一过程主要由打印连续的材料层相互叠加而成.3D打印涉及各种方法、材料和设备,经过多年的发展,已经具备了改造制造和物流流程的能力,目前广泛应用于建筑、成型、生物力学等各个行业.     

3D打印技术在陶瓷制造中的应用

3D打印技术作为区别于传统制造技术的一种新型技术,近年来在陶瓷制造领域得到了广泛的应用.该技术无需模具,可快速制备出形状复杂的陶瓷部件.系统综述了6种常见的3D打印技术包括浆料堆积成型技术、光固化成型技术、激光选区烧结技术、分层实体成型技术、三维打印成型技术、喷射打印成型技术在陶瓷制造领域的研究进展.综合3D打印技术在陶瓷制造领域的应用现状,展望了未来陶瓷3D打印技术的发展趋势.     

3D打印技术在医学中的发展应用

当前,3D打印技术（又称增材制造技术）在国内外掀起了一波新的发展热潮,这个新技术通过摒弃传统的生产线而降低了成本,大幅减少了材料浪费。随着技术的不断成熟,3D打印越来越多地在制造、医疗、文创、航空航天等产业中得到应用,其中最“神奇”的要数3D生物打印。     

一种新型LOM成型工艺3D打印设备简介

3D打印技术又称为快速成型技术和增材制造技术,是上世纪80年代起源于美国的一项新技术。3D打印技术是指利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件,从而实现＂自由制造＂,解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。如同蒸气机、福特汽车流水线引发的工业革命,3D打印技术因是＂一项将要改变世界的技术＂,已引起全球关注。英国《经济学人》杂志认为3D打印技术将＂与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命＂,3D打印技术正在快速改变我们传统的生产方式和生活方式。我国自上世纪90年代初开始研究这一技术,发展至今,从总体上看,我国3D打印装备的部分技术水平与国外先进水平相当,但在成形材料、智能化控制和应用范围等方面较国外先进水平落后。目前,我国制造业产值已跃居世界第一位,经济发展已经从产品匮乏到产品极大丰富,产过于求逐渐成为经济发展的矛盾。转变经济发展方式是我国经济发展需要探索的首要问题,3D打印技术的发展给我们提供了一个这样的契机。     

制造业转型背景下的3D打印制造技术发展研讨

3D打印制造技术是当前制造领域中重点的基础性技术,如何更好地运用3D打印制造技术,打造制造业未来发展的新空间和新环境已经成为核心性的问题。该研究以3D打印制造技术的制造业应用作为平台,从制造业的角度分析3D打印制造技术的概念,阐述了制造业转型过程中3D打印制造技术的重要功能,提供了新时期推进3D打印制造技术在制造业全面应用,更好发挥3D打印制造技术价值与功能的对策和建议。     

基于倾斜摄影的混凝土3D打印成型精度分析与预测

混凝土3D打印技术是一项新型的增材制造技术,为了实现采用混凝土3D打印技术来快速打印高质量的成型构件,综合利用迭代最近点(iterative closest point, ICP)算法和倾斜摄影测量技术来分析3D打印构件的整体偏差、局部边界偏差和圆弧角半径,并根据整体偏差和边界偏差对成型精度及可建造性进行研究,最后利用边界偏差和圆弧角半径对打印模型进行预测。结果表明：在混凝土3D打印配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶混凝剂∶水=1∶1.12∶0.09∶0.004∶0.006∶0.32,打印速度V_d为45 mm/s,最佳挤出速度V_j为138 mm/s时构件成型精度最高;对倾斜摄影模型拟合对齐,并对其具体位置偏差标注色谱图,可知混凝土3D打印构件在第4层时压缩变形较大,可建造性较低;利用预测模型与混凝土3D打印实体构件进行拟合,可知预测模型与基准模型相比误差约1 mm,验证了所提方法及预测模型的合理性。     

基于3D打印的仿生材料

随着3D打印技术的飞速发展和广泛应用,能够模仿和制造的生物仿生结构越来越多样化.简单介绍了现有的3D打印技术,并从结构、功能、医用和智能材料等方面综述了3D打印技术结合仿生领域的研究成果,如贝壳珍珠层、龙虾螯棒、鲨鱼皮、荷叶、血管网络和义肢等;最后讨论了3D打印技术在仿生领域面临的挑战和发展前景.     

基于快速制造技术的三维地形图制作

三维地形图快速制作是一个复杂的测绘技术与快速制造技术相融合的过程,实际上包含了3D打印、地图制图、三维建模、三维喷绘等较多的内容。本文在对上述技术融合过程进行详细研究与实践的基础上,提出了一种用高密度聚氨酯材料制作三维地形图的思路,首次设计出通过三维雕刻及三维喷绘技术为基础的彩色三维地形图快速制作方案,并对相应的工艺流程和实现手段做了较为深入的探讨。     

广州电子：技术为基 构筑3D打印产业支柱

今年4月,两款分别为专业级FDM 3D打印机和个人FDM 3D打印机亮相2014广州国际3D打印技术及快速制模展览会。去年11月,这两款产品也曾亮相于第十五届中国国际高新技术成果交易会上,3D打印机与观众零距离接触,观众在切身体验到科技带来便捷生活的同时,也不免惊叹3D打印机的神奇魅力。