影響三維印刷成型精度的主要工藝參數(shù)

1、影響三維印刷成型精度的主要工藝參數(shù)說課稿本次課主要講解影響三維印刷成型精度的主要工藝參數(shù)。教學(xué)目標(biāo)是：通過本次課的學(xué)習(xí)，讓你初步了解影響三維印刷成型精度的主要工藝參數(shù)。三維印刷成型制件除了受到材料特性的影響外，還取決于成型過程的工藝參數(shù)。如表1所示，這些參數(shù)包括：噴頭到粉末層的距離，每層粉末的厚度，噴射和掃描速度，輥?zhàn)舆\(yùn)動(dòng)參數(shù)，每層間隔時(shí)間等。為了提高成型精度和速度，保證成型的可靠性，需要結(jié)合材料的特性對(duì)系統(tǒng)的工藝參數(shù)進(jìn)行全面分析。這次課，我們選取幾個(gè)重點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行講解：1、噴頭到粉層的距離為了保持成型的精度和可靠性，需要選擇合適的噴頭到粉末層的距離。距離太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致液滴的發(fā)散，不能準(zhǔn)確地到達(dá)粉末

2、層上，影響成型精度；反之則粉末在液滴的沖擊作用下容易濺射到噴嘴上，或由于鋪粉輥?zhàn)拥倪\(yùn)動(dòng)使部分粉末揚(yáng)起，落到噴頭上，造成微小噴嘴的堵塞，導(dǎo)致成型失敗，影響噴頭的壽命。所以噴頭到粉末層的距離應(yīng)綜合考慮上面兩種因素。圖1是不同噴射距離的實(shí)驗(yàn)效果，從圖中可以看到，噴射距離一般設(shè)置在2mm左右效果是比較好的。2、每層粉末的厚度每層粉末的厚度等于工作平面下降一層的高度，即層厚。當(dāng)要求有較高的表面精度或是較高的制件強(qiáng)度時(shí)，層厚應(yīng)取較小值。此外由于是在工作平面上開始成型，在成型前的粉層，可取稍大一點(diǎn)，便于制件的取出。圖2是我們實(shí)驗(yàn)室三維印刷成型機(jī)單層打印的效果圖。3、噴射和掃描速度成型過程中，噴頭的噴射模式和

3、掃描速度直接影響到成型的精度，一般來說，噴射速度和掃描速度慢一點(diǎn)，精度會(huì)高一些。但低的噴射速度和掃描速度對(duì)成型精度的提高是以成型時(shí)間增加為代價(jià)的，在三維打印快速成型工藝參數(shù)的選擇需要綜合考慮。我們做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不同噴射軌跡和掃描速度的成型效果如圖3所示：但由于現(xiàn)在的三維印刷成型機(jī)采用商品化的噴頭，其噴射速度其實(shí)已經(jīng)基本固定。4、輥?zhàn)舆\(yùn)動(dòng)參數(shù)如圖4所示：三維印刷成型機(jī)的鋪粉過程中，一般通過輥?zhàn)拥钠絼?dòng)把粉末從送粉缸刮送到成型缸，將粉末均勻撒在工作平面上，然后輥?zhàn)右砸欢ǖ霓D(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)速度鋪平和壓實(shí)松散粉末。提高輥?zhàn)悠絼?dòng)速度可以縮短鋪粉時(shí)間，提高生產(chǎn)率，但過快的平動(dòng)速度會(huì)使變形區(qū)的粉末被迅速壓縮，粉末顆

4、粒間的空氣來不及全部從松散粉末區(qū)排出，而從已鋪覆好了的粉末層中排出，造成粉末層平整度和致密度的破壞。5、其他其他工藝參數(shù)還包括環(huán)境溫度，清潔噴頭間隔時(shí)間等，補(bǔ)粉時(shí)間間隔等。環(huán)境溫度對(duì)液滴噴射和粉末的粘接固化都會(huì)產(chǎn)生影響。溫度降低會(huì)延長(zhǎng)固化時(shí)間，導(dǎo)致變形增加，一般環(huán)境溫度控制在10-40之間是較為適宜的。清潔噴頭間隔時(shí)間根據(jù)粉末性能有所區(qū)別，一般噴射50層后需要清潔一次，以減少噴頭堵塞的可能性。補(bǔ)粉時(shí)間間隔則需要根據(jù)供粉缸的容積和粉末鋪覆的速率來確定。小結(jié)一下本次課的主要內(nèi)容：本次課講解了影響三維印刷成型精度的主要工藝參數(shù)。它們是噴頭到粉層的距離、每層粉末的厚度、噴射和掃描速度、輥?zhàn)舆\(yùn)動(dòng)參數(shù)以及環(huán)境溫度、清潔噴頭間隔時(shí)間、補(bǔ)粉時(shí)間間隔等。最后看一下作業(yè)。作業(yè)1：三維印刷成型