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面曝光快速成形系统制件的强度模型研究

制造技术与机床 2021年第8期 131-136页

作者：巨孔亮西安工程大学陕西西安710048

为了快速准确地获得面曝光快速成形制件的强度,利用传统多项式和BP神经网络建立了制件强度模型,建模结果显示二次多项式模型的最大偏差为9.5632 MPa,平均偏差为2.3812 MPa,BP神经网络模型的最大偏差为4.997 MPa,平均偏差为0.8435 MPa。... 详细信息

为了快速准确地获得面曝光快速成形制件的强度,利用传统多项式和BP神经网络建立了制件强度模型,建模结果显示二次多项式模型的最大偏差为9.5632 MPa,平均偏差为2.3812 MPa,BP神经网络模型的最大偏差为4.997 MPa,平均偏差为0.8435 MPa。研究结果表明:BP神经网络模型计算结果优于二次多项式模型,并具有一定的预测能力,可用于面曝光快速成形系统制件强度模型的建立。

关键词：面曝光快速成形强度模型 BP神经网络

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面曝光固化快速成型曝光时间的参数优化研究

机械科学与技术 2018年第2期37卷 313-317页

作者：钱波陈子龙王明义李腾飞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

面曝光快速成型是光固化成型领域快速高速发展的一种工艺,曝光时间是成型工艺中的关键参数之一,对于成型质量有直接关系:若曝光时间过短,正在固化的树脂层硬度不够,在重力的的作用下会使其下落,进而影响下层树脂的固化,一层影响一层,最... 详细信息

面曝光快速成型是光固化成型领域快速高速发展的一种工艺,曝光时间是成型工艺中的关键参数之一,对于成型质量有直接关系:若曝光时间过短,正在固化的树脂层硬度不够,在重力的的作用下会使其下落,进而影响下层树脂的固化,一层影响一层,最终使得逐层固化的树脂精度不高,导致制件变形较大;若曝光时间过长,正在固化的树脂硬度会比较高,但是其收缩也会比较明显,同时会在固化层和树脂槽之间会产生真空,真空力会使打印金属平台上升时所产生的拉力增大,容易造成固化层脱落遗留在树脂槽中,导致打印物件制造失败。通过比较不同曝光时间下样品的凝胶含量和双键转化率两大指标,确定样品随着曝光时间的增加固化程度也在不断增加;然后通过比较不同曝光时间下样品的拉伸储能模量,发现样品随着曝光时间的增加力学性能也随之增强。通过综合比较固化程度、成型力学性能、成型精度三大因素,确定整体成型最佳曝光时间。通过两个分层试验验证了前述最佳曝光时间的合理性。

关键词：面曝光曝光时间整体成型分层成型

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面曝光快速成型过程中树脂收缩变形

北京工业大学学报 2015年第12期41卷 1828-1831页

作者：黄宽陈继民方浩博袁艳萍北京工业大学激光工程研究院北京100124

为了研究面曝光固化过程中树脂收缩行为对成型零件变形的影响,设计并制作了基于DLP(digital light procession)技术的面曝光固化快速成型机,分析了光固化过程中树脂收缩的原因.对树脂在自由液面和约束液面2种曝光情况下的收缩行为进行实... 详细信息

为了研究面曝光固化过程中树脂收缩行为对成型零件变形的影响,设计并制作了基于DLP(digital light procession)技术的面曝光固化快速成型机,分析了光固化过程中树脂收缩的原因.对树脂在自由液面和约束液面2种曝光情况下的收缩行为进行实验,同时将固化成型件进行二次固化.结果表明:自由液面曝光时,B5B型树脂的收缩量与曝光时间成正比,最终稳定在4%左右,而在约束液面情况下由于溢出光固化效应导致收缩量随曝光时间增加而减小.二次固化过程中仍会产生收缩,收缩量占收缩总量的40%~50%.

关键词：面曝光快速成型收缩变形二次固化

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面曝光3D打印机光强均匀性校正技术研究

现代机械 2023年第6期 32-35页

作者：荣左超王金成赖永辉上海联泰科技股份有限公司上海201612

为了提高面曝光3D打印机出光的光强均匀性,设计一套带有多个光功率传感器、可以沿着打印机成像幅面长度方向移动的工装。使用该工装采集成像幅面不同区域的光功率,建立光功率拟合曲面,并以测量的最小光功率为基准计算得到一张灰度掩膜... 详细信息

为了提高面曝光3D打印机出光的光强均匀性,设计一套带有多个光功率传感器、可以沿着打印机成像幅面长度方向移动的工装。使用该工装采集成像幅面不同区域的光功率,建立光功率拟合曲面,并以测量的最小光功率为基准计算得到一张灰度掩膜图像。光功率较大区域对应的灰度掩膜图像像素的灰度值较小。打印机在后续投影图像时,使用该掩膜图像对投影图像进行灰度值修改操作,使得打印机投影成像图像的各个区域光强趋于一致。实验结果表明,提出的光强均匀性校正技术能够将打印机的光强均匀性(最小值/最大值)由81.3%提升至93.0%。

关键词：面曝光 3D打印光强均匀性掩膜图像 DLP

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面曝光快速成形系统制作精度测试与评价

制造技术与机床 2019年第9期 110-112,117页

作者：巨孔亮西安工程大学

为客观评价面曝光快速成形系统水平面内的制作精度,通过设计适用于该系统的测试件,并对制作的测试件进行了测量。分析结果表明:平面内测量尺寸的均方根误差为0.008mm,平面内测量尺寸的尺寸误差在±0.030mm范围内的达到94.12%,说明了面... 详细信息

为客观评价面曝光快速成形系统水平面内的制作精度,通过设计适用于该系统的测试件,并对制作的测试件进行了测量。分析结果表明:平面内测量尺寸的均方根误差为0.008mm,平面内测量尺寸的尺寸误差在±0.030mm范围内的达到94.12%,说明了面曝光快速成形系统的制作精度已经取得显著提高。

关键词：面曝光快速成形精度评价

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面曝光快速成型零件变形实验研究

塑料科技 2019年第6期47卷 1-5页

作者：姜杰夏彬顾海李彬曹赛男张捷董智如南通理工学院机械工程学院江苏南通226002 江苏省3D打印装备及应用技术重点建设实验室江苏南通226002

针对面曝光快速成型零件的变形问题,基于面曝光快速成型技术的基本原理,以SP-RD204型光敏树脂为例,从理论上分析引起变形的影响因素。结果表明:当温差、离收缩中心的距离减小,分层层数、分层厚度增加时,零件的变形较小。当温差为40℃、... 详细信息

针对面曝光快速成型零件的变形问题,基于面曝光快速成型技术的基本原理,以SP-RD204型光敏树脂为例,从理论上分析引起变形的影响因素。结果表明:当温差、离收缩中心的距离减小,分层层数、分层厚度增加时,零件的变形较小。当温差为40℃、分层层数大于9层、分层厚度为0.1 mm时,面曝光快速成型零件的变形较小。

关键词：面曝光零件变形温差分层层数分层厚度

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陶瓷面曝光快速成型工艺研究

机械工程学报 2017年第7期53卷 138-144页

作者：杨飞连芩武向权李涤尘靳忠民西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710054 西安交通大学快速制造国家工程研究中心西安710054 西安交通大学高端制造装备协同创新研究中心西安710054

利用投影机中微小反射镜阵列(Digital micromirror device,DMD)形成投影图案,以发光二极管紫外光(UV-LED)作为光源,建立了陶瓷面曝光快速成型试验系统。利用该系统研究了自开发的可光固化磷酸钙陶瓷浆料的光固化性能,确定了其临界曝光... 详细信息

利用投影机中微小反射镜阵列(Digital micromirror device,DMD)形成投影图案,以发光二极管紫外光(UV-LED)作为光源,建立了陶瓷面曝光快速成型试验系统。利用该系统研究了自开发的可光固化磷酸钙陶瓷浆料的光固化性能,确定了其临界曝光强度为14.24 mJ/cm^2,透射深度为149μm;优化了面曝光陶瓷成型的工艺参数,即分层厚度100μm,曝光强度54 mJ/cm^2,曝光时间3 s,并实现了带有复杂网状结构的陶瓷多孔支架的制造。该工艺所成型的陶瓷零件经烧结后,其致密表面和内部未见有裂纹和较大孔洞,压缩强度高达63MPa,可满足骨组织工程支架的机械性能要求。所述的面曝光快速成型工艺可直接成型多孔以及复杂结构的陶瓷零件,有望为陶瓷骨组织支架的制造提供新的发展方向。

关键词： 3D打印光固化面曝光陶瓷

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面曝光固化成型羟基磷灰石支架的工艺研究

面曝光固化成型羟基磷灰石支架的工艺研究

作者：刘春春北京工业大学

学位级别：硕士

增材制造技术是以数字化三维模型为基础,通过将材料逐层堆叠成型的新兴制造技术,是先进制造技术的主要组成部分,善于快速实现个性化定制。其中,面曝光固化成型工艺在光固化成型（stereolithography appearance,SLA）上发展而来,属于增... 详细信息

增材制造技术是以数字化三维模型为基础,通过将材料逐层堆叠成型的新兴制造技术,是先进制造技术的主要组成部分,善于快速实现个性化定制。其中,面曝光固化成型工艺在光固化成型（stereolithography appearance,SLA）上发展而来,属于增材制造技术,在成型效率及精度上具有独特优势。骨缺损修复问题在骨科领域十分活跃,骨组织支架的个性化定制具有迫切的临床需求。因此,将面曝光技术应用于骨组织工支架制备具有重大的现实意义。羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）作为人骨矿物质的主要成分,在骨组织工程支架方面有着广泛的应用,利用面曝光固化技术实现HA支架成型具有重要的现实意义。面曝光固化技术成型HA支架,研究骨组织工程支架浆料配置及固化工艺。以HA粉末和光敏聚合物为原料,配置成型浆料,用于面曝光固化成型羟基磷灰石支架。通过粘度测试分析,选择羟基磷灰石含量为30wt%到40wt%的浆料进行固化性能测试,通过单层曝光固化试验获得配置浆料的成型曝光参数,完成支架的成型过程。分析支架的烧结工艺,对脱脂处理及高温烧制进行试验分析。根据热分析数据,判断粘结剂在500℃基本完成分解,在500℃以下,以1℃/min的速率升温可保证粘结剂的分解过程不影响支架结构。通过正交试验分析了浆料成分比例、烧结温度、保温时间对支架各项性能的影响,确定羟基磷灰石含量为40wt%的浆料,在1200℃下保温2h,能获得较优的性能指标。优化了烧结过程工艺参数后,对制备出的支架进行相分析及微观组织形貌观察,对最优工艺制备的支架进行性能测试与评价。面曝光固化成型的支架具有良好的力学性能,有一定的强度取向,分层切片方向的抗压强度为11.69MPa,显著优于曝光平面方向的抗压强度4.80MPa。支架的生物性能评价,使用小鼠胚胎成骨前体细胞MC3T3-E1与支架进行体外联合培养,通过SEM观察细胞在支架上良好的粘附状态,吸光度的测定也证明了其良好的增殖状态,在一定程度上验证了支架具有生物相容性。本文结合面曝光固化成型工艺和烧结处理技术,制备了HA支架,对整个工艺过程进行了改进与优化,通过测定了支架的力学性能及生物学性能验证了其临床适用性。

关键词：增材制造面曝光羟基磷灰石支架成型烧结工艺

基于收缩补偿的面曝光成型零件尺寸精度的改善

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工程塑料应用 2018年第9期46卷 60-65页

作者：宗学文权坤张斌熊聪西安科技大学机械工程学院西安710054

针对面曝光成型零件易收缩的问题,采用单因素实验研究了曝光时间、分层厚度、回合等待时间这3项工艺参数对圆柱形零件尺寸收缩率的影响,以获得合理的水平值,然后通过正交实验和极差分析法得到最佳工艺参数组合及该组合下的零件尺寸收缩... 详细信息

针对面曝光成型零件易收缩的问题,采用单因素实验研究了曝光时间、分层厚度、回合等待时间这3项工艺参数对圆柱形零件尺寸收缩率的影响,以获得合理的水平值,然后通过正交实验和极差分析法得到最佳工艺参数组合及该组合下的零件尺寸收缩率,在此基础上计算出收缩补偿因子,在零件分层之前对其尺寸进行收缩补偿,以获得高尺寸精度成型零件。结果表明,在同一工艺参数下Z向的收缩较XY平面方向更为严重;对Z向尺寸精度影响程度从大到小依次为分层厚度、回合等待时间、曝光时间;最佳工艺参数条件下XY平面方向的收缩补偿因子为1.001,Z向的收缩补偿因子为1.015 2。经过对复杂零件扩散器模型的收缩补偿,发现在最佳工艺参数下Z向尺寸收缩率由未收缩补偿前的1.59%降低至0.03%,显著提升了面曝光成型零件的尺寸精度。

关键词：面曝光尺寸精度收缩率工艺参数优化收缩补偿因子