【摘 要】
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近年来随着增材技术的迅速发展,制造方法越来越多,应用场景也越来越广泛。但是,增材制造技术共有的制造缺陷仍旧严重制约着它的发展。特别是台阶效应、表面质量差、成型时间过长、打印件力学性能差等问题。但是,2015年提出的一种连续液面成型技术（Continuous Liquid Interface Production,CLIP）颠覆了之前的增材制造的方式,解决了上述传统增材制造方式所存在的问题。此技术自
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近年来随着增材技术的迅速发展,制造方法越来越多,应用场景也越来越广泛。但是,增材制造技术共有的制造缺陷仍旧严重制约着它的发展。特别是台阶效应、表面质量差、成型时间过长、打印件力学性能差等问题。但是,2015年提出的一种连续液面成型技术（Continuous Liquid Interface Production,CLIP）颠覆了之前的增材制造的方式,解决了上述传统增材制造方式所存在的问题。此技术自从问世以来,因其制造速度是传统增材制造方式数十乃至上百倍,受到了越来越多的研究者关注。但是其在设备成本和制造的效率和精度上仍有很多问题。本课题针对目前存在的这些问题进行了相应的研究,以期能够对其进行进一步的优化和完善。本文首先对CLIP工艺的成型方式,死区产生的机理进行了分析。而后根据CLIP的特殊成型方式搭建了CLIP设备,主要涉及到机械结构的设计和选型,硬件系统设计和电子器件选型,软件系统的搭建。提供了一套自研CLIP设备的思路,也为后续的打印实验和工艺技术分析打下了基础。为了确保CLIP打印实验的顺利进行,对CLIP设备成型面的像素精度进行了测试,对固化光机的UV光控制电流和光照强度的关系进行了线性处理。研究了特用的刚性光敏树脂的光固化性能,确定了固化参数;进行了不同打印速度的实验,分析打印件的打印效果,并对比了CLIP打印与DLP打印的模型的微观形貌。针对CLIP打印过程中出现了打印气泡和打印的死区填充速度不高的问题,改进了打印平台和增加了软件去除气泡功能来去除气泡。分析打印死区的树脂填充速度不高是半透膜的疏油性质太差导致树脂的流动性差。对PDMS半透膜疏油改性的多种方式进行了分析,确定了在PDMS表面制造微纳结构的方式以减小PDMS表面的润湿性。利用具有V通微纳结构的AAO为模板,制备了有V通微纳表面结构的PDMS薄膜。使用全自动高温接触角测量仪对刚性树脂在平面的PDMS和具有微纳结构的表面的PDMS的接触角分别进行测试,接触角从62o增大到了83o。证明了具有微纳结构的PDMS表面能提高疏油性,为提高半透膜上的死区的树脂填充速度提供了一种解决方案。最终,分析了CLIP打印和打印件的特点,对影响CLIP打印速度和打印质量的因素做了总结。
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