杨伟东　徐宵伟　贾鹏飞

(河北工业大学机械工程学院，天津 300130)



3DP工艺中粘结剂渗透过程的仿真与研究*

杨伟东徐宵伟贾鹏飞

(河北工业大学机械工程学院，天津 300130)

为了提高3DP工艺的加工质量，采用仿真与实验相结合的方法对粘结剂的渗透与凝结过程进行了研究。通过多种仪器对材料与粘结剂的物性参数进行测量，搭建实验观测平台，运用高速摄影对粘结剂在床粉表面的渗透过程进行采集，并借助于Comsol多物理场仿真软件对渗透过程进行了数值模拟，分析了不同参数对于渗透结果的影响，为实际加工中的工艺参数优化提供了理论依据。

3DP工艺；粘结剂渗透；Comsol数值模拟；工艺优化

3D打印技术被认为是最具有生命力的快速成型技术之一，其不仅可以缩短产品的开发周期，还可以节约开发成本。其中，3DP技术具有容易操作、无需支撑、材料类型广泛、工作过程中无污染、可实现全彩打印，并且加工设备投资小、运行成本低、寿命长、维护简单等优点[1]。因此，3DP技术在新产品的开发和小批量生产以及快速铸造等方面具有更好的发展前景。

由于3DP技术的成形方式是利用喷头喷撒粘结剂，选择性地粘结粉末，所以其表面精度受材料特性和成型设备的约束比较明显，具有成型表面较粗糙、精度较低和强度不高等缺点。

为使3DP工艺制造的零件具有更好的精度、强度和微观形貌，国内外学者做了大量研究。其中Teng等(1998年)对陶瓷悬浮液的沉积和粘度进行了全面的优化研究，采用连续液滴喷射装置获得了清晰的陶瓷图案。……