3D打印应用技术与创新 第2版 课件 项目八 三维喷涂粘结工艺（3DP）

项目八三维喷涂粘结工艺（3DP）

思变则达，固守则败。在传统铸造工艺中，大尺寸、薄壁结构一直是难以突破的技术壁垒，但金属3D技术则可实现“大”和“薄”，采用多光束无缝拼接技术，即可实现一次性整体快速成形。而长期以来，国际高端金属3D打印装备市场是一直被美国、德国和英国的公司垄断的。但是我国自主研发的3D打印设备打破了国外垄断。实现了工业级高端金属增材制造装备的国产化，并且成功出口到法国，德国等欧洲国家。采用该项技术制造的C919大飞机的3.07米高的中央翼缘条，至今依然是国际上无拼接连续成形，尺寸最大的金属3D打印零部件。翻转课堂的起源翻转课堂与传统课堂的对比三维喷涂粘结工艺原理三维喷涂粘结工艺特点8.18.28.38.48.51.粘接材料三维喷涂粘结技术成型原理是由喷墨打印头按照计算机所设计的模型轮廓向粉末成型材料喷射液体粘结剂，使粉末逐层打印并重叠粘结成型制件，可通过对墨盒数量及颜色的控制打印出多色三维零件。此技术能打印彩色原型件，可以更大限度的适应市场需求，应用更加广泛。8.1三维喷涂粘结工艺原理一、三维喷涂粘结技术的分类2.光固化三维喷涂粘结技术此类技术的原理是将光敏树脂按照计算机所设计的轮廓逐层喷出，并通过紫外光迅速固化成型。喷头沿平面运动的过程中，将喷射树脂材料和支撑材料同时喷出，形成所需要的截面，并通过紫外光固化。按此过程不断重复，层层叠加。8.1三维喷涂粘结工艺原理一、三维喷涂粘结技术的分类3.熔融材料三维喷涂粘结技术此类技术使用成型材料为熔融材料，通过加热材料熔融，使其按照所设计的轮廓从喷头喷出，并逐层堆积，同时喷出相应的支撑材料成型。与光固化三维打印技术相比，只是少了紫外光固化过程，过程更简洁。8.1三维喷涂粘结工艺原理一、三维喷涂粘结技术的分类8.1三维喷涂粘结工艺原理二、三维喷涂粘结技术的工作原理1.成本低，体积小2.材料类型选择广泛。3.打印过程无污染。4.成型速度快。5.运行维护费用低、可靠性高。6.高度柔性。8.2三维喷涂粘结工艺特点一、三维喷涂粘接工艺优点1.成形精度不高。2.制件强度较差。采用粉末粘结，初始打印坯强度不高，而经过后续烧结的打印制件强度也会受到烧结气氛、烧结温度、升温速率、保温时间等多方面因素的影响，因此确定合适的烧结工艺也是决定打印制件强度的关键所在。8.2三维喷涂粘结工艺特点二、三维喷涂粘接工艺缺点三维喷涂粘结模型前期准备不需要设计支撑，未成形的粉末即可作为支撑材料，只需要利用三维CAD系统完成所需生产零件的模型设计，将模型转化为STL文件，利用专用切片软件将其切成薄片。8.3熟识三维喷涂粘结工艺流程一、模型期数据准备8.3熟识三维喷涂粘结工艺流程二、分层叠加过程1.制件粉末的初步清理2.基于不同方法的后处理工艺3.制件表面的后期处理8.3熟识三维喷涂粘结工艺流程三、成型件的后处理（1）颗粒小，最好成球状，均匀，无明显团聚。（2）粉末流动性好，使供粉系统不易堵塞，能铺成薄层。（3）在溶液喷射冲击时不产生凹陷、溅散和孔洞。（4）与黏接溶液作用后能很快固化。8.4三维喷涂粘结工艺的适用材料成型粉末需要具备如下特点：（1）颗粒小，最好成球状，均匀，无明显团聚。（2）粉末流动性好，使供粉系统不易堵塞，能铺成薄层。（3）在溶液喷射冲击时不产生凹陷、溅散和孔洞。（4）与黏接溶液作用后能很快固化。8.4三维喷涂粘结工艺的适用材料成型粉末需要具备如下特点：

可以使用的粉末材料主要有石膏粉末、金属粉末、陶瓷粉末、型砂、淀粉、热塑材料或者是其他一些有合适粒径的粉末等。3DP加工中有多个因素影响其精度：1.由模型通过软件数据接口转换成STL格式文件时产生。使STL模型对原模型的描述存在误差，在曲面相交处会产生破损或重复等缺陷。2.进行分层处理所产生的误差。8.5三维喷涂粘结工艺精度一、三维喷涂粘结工艺精度分析3DP加工中有多个因素影响其精度：1.由模型通过软件数据接口转换成STL格式文件时产生。使STL模型对原模型的描述存在误差，在曲面相交处会产生破损或重复等缺陷。2.进行分层处理所产生的误差。3.打印过程中打印件的变形及完成后黏结剂中多余水分未经足够的干燥去除，以及由于温度和构造产生应力变化造成的变形等。8.5三维喷涂粘结工艺精度一、三维喷涂粘结工艺精度分析1.减少分层带来的阶梯误差。2.注意分层方向对成型后的表面质量的影响。3.减少三角片面近似逼近实体模型带来的误差。4．寻求能按照三维零件曲率和斜率自动调整分层厚度的软件，使成型件有高品质表面。5.研究新的成型方法、