基于擠出的陶瓷零件快速成型工藝及其控制的研究.pdf

1、基于擠出的陶瓷膏體快速成型(Extrusion Freeform Fabrication-EFF)工藝是一種使用陶瓷膏體作為成型材料,以絲材堆積的形式成型實體零件的工藝,其工作原理與3D打印技術中的熔融沉積制造（FDM）工藝相似。由于這種成型工藝是以增材的形式來成型陶瓷零件，因此很好的解決了由于陶瓷高硬度、高耐磨性而難以機加工的缺點；同時由于該工藝擺脫了模具的限制，因此可以成型復雜形狀的陶瓷零件，具有加工成本低，成型速度快，節(jié)省勞動力等

2、優(yōu)點。
　　本文對基于擠出的陶瓷膏體快速成型工藝與控制進行了研究,設計并搭建了快速成型裝置和運動控制系統(tǒng)，而后通過該工藝對氧化鋯陶瓷膏體進行了堆積性能試驗。
　　本論文中設計搭建的快速成型機不僅可以在常溫環(huán)境下對水基陶瓷膏體進行堆積成型，而且可以在低溫環(huán)境下來成型水基陶瓷膏體。本論文中EFF實驗裝置主要包括機架、擠出裝置和運動機構幾部分，在設計思想上采用龍門式機架、套筒式擠出裝置和線性模組的運動機構。在機構的配置上采用X軸在

3、上，Y、Z軸在下，工作臺上下運動的機構配置。
　　本文的運動控制系統(tǒng)采用以能夠處理龐大信息量的 PC計算機具有的強大硬件和軟件資源為平臺，基于 PMAC可編程多軸運動控制卡的開放式運動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以充分的利用PC機固有的硬件和軟件資源，不僅可以實現(xiàn)多軸聯(lián)動，有效的滿足控制任務的使用要求，而且具有更大的通用性、靈活性和無可比擬的開放性。
　　本文還利用該設備研究了掃描速度和成型溫度對水基氧化鋯膏體的堆積性能的影響。在常溫

4、下，掃描速度分別為60mm/min、120mm/min、180mm/min、240mm/min時，成型制件的最大角度為27゜、26゜、22゜、0゜；在Vn=120mm/min，成型溫度分別為-5℃、-10℃、-15℃時，成型制件最大角度分別為26゜、27゜、30゜。膏體的堆積性能隨著掃描速度和成型溫度的整體變化趨勢為：掃描速度越快，堆積的成型制件的最大角度越小，當掃描速度過快時，制件無法堆積成型；在能夠順利成型的溫度范圍內，成型溫度越低