高黏度材料超声辅助3D打印技术
2022-03-21郭文辉肖鸿明越科段玉岗齐瑶禾前李婷
工程塑料应用 2022年3期
关键词:振动
郭文辉,肖鸿,2,3,明越科,段玉岗,2,3,齐瑶,禾前,李婷
(1.西安交通大学机械工程学院,西安 710049; 2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安 710054;3.西安交通大学高端装备研究院,西安 710115)
3D打印技术是基于离散/堆积原理,对材料进行逐层堆积成型,具有无需传统刀具模具、节省材料、可成型复杂件、缩短设计制造周期等优点[1–3]。根据3D打印所用材料的状态与成型方法,3D打印技术可以分为熔融沉积成型、光固化立体成型、分层实体制造、电子束选区熔化、激光选区熔化、金属激光熔融沉积、电子束熔丝沉积成型[4–8]。3D打印可供打印的材料多种多样,包括金属粉末、高分子材料、陶瓷浆料、生物凝胶等[9–10],有些材料由于黏度较大导致传统的3D打印方法无法满足打印要求,如陶瓷粘土、高固含量材料(固含量>60%)、电热导电膏、粘性聚合物、药品和食品的粘稠浆料等[11]。
目前,针对这类材料大多采用挤出成型方式。Hong等[12]利用螺杆挤出和3D打印直写技术实现了超高黏度(μ>7 000 Pa·s)铜浆料的打印,但螺杆挤出打印方式不适用于对发热、摩擦敏感的生物材料和含能材料。Kebede等[13]利用气动挤压打印固含量80%的高黏度浆料,可有效地实现浆料的挤压和各层的加热,制备的试样与常规铸造件的力学性能相当,但是打印使用的压力较大,打印速度较慢,且打印喷嘴直径为1.65 mm,打印精度较差。Gunduz等[14]提出了一种新型3D直写技术,利用大振幅超声振动将具有高混合黏度的推进剂打印成高分辨几何形状,但大振幅超声振动会降低打印精度。冶竣……
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