竹塑复合3D打印材料优化及关键工艺技术研究

摘要

从21世纪开始，3D打印技术发展迅速，引领科技潮流。3D打印所需耗材发展缓慢，种类缺乏。文章主要从材料领域和机构领域深入学习，以熔融沉积型打印机为研究基础，研制一种新型打印材料，目的是丰富材料市场，该材料遵循环保绿色要求，性能提升。根据新材料特点优化打印参数，设计一款打印喷头机构。最后结合三维扫描技术，打印特色沙盘模型。　　首先研制一种新3D打印材料，根据打印原理进行工艺分析，以打印机要求为原则，设计试验方案，确定了添加剂、竹粉、聚乳酸混炼来制备新型材料，进行性能测试和打印测试。再根据材料优化打印设备，通过分析材料在喷头内的流动性，设置打印机的喷头温度、挤出速度、打印速度等，还分析了模型摆放位置与支撑角度对成型效果的影响，分析了模型支撑这一重要特性以及何种情况需要添加支撑的相关问题进行了探究。解决打印过程中容易出现的断丝情况以及喷头堵塞现象。最后根据三维扫描技术以及图像处理技术结合3D打印设备将新材料应用到沙盘模型上。　　制备的新材料表面光滑，力学性能较好，保证了在打印过程中流畅出丝，且材料不易断裂。确定了新材料的配比聚乳酸与竹粉为5:2，与先前研究未经优化的材料性能进行对比，拉伸性能提升了40%，冲击性能提升了30%，材料韧性还有较大的提升空间，需要后续不断实验优化。根据熔融沉积的原理，设计一款新型打印喷头。通过三维图像处理，逆向获取三维建模数据，并且利用新材料打印沙盘模型。　　研制的新型竹塑复合材料通过力学性能测试和打印测试，打印出的模型具有木质纹理特点，丰富了3D打印材料种类，具有较高的市场价值。新型喷头的设计能够有效解决打印过程中出现的部分问题，具有应用价值。打印应用方面结合专业特色，制作沙盘模型，开辟材料应用新方向。

目录

声明

1绪论

1.1选题背景

1.2 FDM工艺概述

1.3 FDM打印耗材现状

1.4本课题研究的内容和意义

2用于FDM新型竹塑复合材料研发

2.1引言

2.2新型竹塑复合材料制备

2.3加工工艺及添加剂对材料制备的影响分析

2.4材料性能测试

2.5新材料打印对比

2.6本章小结

3 FDM打印喷头结构分析及设计

3.1引言

3.2 FDM喷头结构分析

3.3流体在喷头内的流动性分析

3.4新型打印喷头机构设计

3.5本章小结

4 3D打印参数分析优化

4.1引言

4.2切片原理

4.3打印机速度与层高参数设置

4.4支撑对3D打印模型质量的影响

4.5合理的打印模型参数设置

4.6本章小结

5 打印应用

5.1引言

5.2三维扫描技术

5.3沙盘打印应用

5.4本章小结

6 总结与展望

参考文献

个人简介

致谢