【摘 要】
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为研究超大尺度范围内高分子复合材料3D打印工艺参数,借助自主研发的超大尺度高分子复合材料增减材一体化龙门式打印机进行多次工艺测试,通过单一变量多因素分析法建立数学模型,并利用MATLAB软件进行线性拟合,研究了主要打印参数之间的关系.研究结果表明,单道打印线宽与高流量挤出装置转速成正比,与打印运动机构移动速度成反比;玻璃化温度以上停留时间与材料挤出温度、打印运动机构移动速度、打印速度、环境温度、单位体积储热量成正比,与单层打印时间成反比.玻璃纤维增强ASA工程塑料和碳纤维增强ABS工程塑料打印构件加工温度
【机 构】
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上海建工集团股份有限公司,上海 200080;上海市机械施工集团有限公司,上海 200072;上海面向典型建筑应用机器人工程技术研究中心,上海 200072;上海建工集团股份有限公司,上海 20008
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为研究超大尺度范围内高分子复合材料3D打印工艺参数,借助自主研发的超大尺度高分子复合材料增减材一体化龙门式打印机进行多次工艺测试,通过单一变量多因素分析法建立数学模型,并利用MATLAB软件进行线性拟合,研究了主要打印参数之间的关系.研究结果表明,单道打印线宽与高流量挤出装置转速成正比,与打印运动机构移动速度成反比;玻璃化温度以上停留时间与材料挤出温度、打印运动机构移动速度、打印速度、环境温度、单位体积储热量成正比,与单层打印时间成反比.玻璃纤维增强ASA工程塑料和碳纤维增强ABS工程塑料打印构件加工温度相近,前层打印起始点温度和玻璃化温度以上停留时间较接近,而玻璃纤维增强尼龙6打印构件加工温度较高,前层打印起始点温度较高,且玻璃化温度以上停留时间较长;玻璃纤维增强ASA工程塑料和碳纤维增强ABS工程塑料打印构件各向弯曲强度较低,且相差较小,而玻璃纤维增强尼龙6打印构件各向弯曲强度较高.
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对适用于超大尺度3D打印的高分子复合材料、高速高精度打印装备及控制系统、拓扑优化、数字化打印工艺进行阐述.应用于建筑领域的高分子复合材料需具有高机械性能、高耐候性、高稳定性、高阻燃性,且应可回收利用,满足绿色环保要求.以树脂材料作为基材,以纤维为增强材料,采用原位反应加工技术,可研发适合于超大尺度构件增材制造的高分子复合材料.可通过控制环境温度、材料熔融温度、玻璃化温度、单层打印时间等打印工艺参数,解决打印构件由于迅速降温导致的翘曲及变形过大的问题.可借助三维扫描设备与温度场检测设备,从物理及化学层面对打
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