基于木粉的快速成型精度研究

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1、基于木粉的快速成型精度研究

2、第1...基于木粉的快速成型原材料使用的是木粉和膠粘劑，噴頭在每一層鋪好的木粉材料上有選擇地噴射膠粘劑，有膠粘劑的地方材料被粘接在一起，其它的地方仍為木粉，這樣層層粘接后得到一個空間實體，然后去除沒有粘接粉末，進行后處理得到所要求的零件，后處理后的零件具有良好的機械性能。我們生產(chǎn)的成型原件的精度受原材料、鋪粉參數(shù)、粉層厚度、成型原件自身的熱變性和后期處理等諸多因素的影響，下面分別對這些因素進行分析。1基于木粉快速成型原料1.1木粉表面改性處理木粉是植物纖維的一種，植物纖維分子中含大量氫鍵，具有較強的分子間鍵極性作

3、用，親水性高達8%~10%，導(dǎo)致木粉耐腐蝕性、界面潤濕性、界面粘合作用較差，機械強度較低，所以在制備原料時，應(yīng)先將木粉進行改性。①木粉:80目和120目的樺木粉，由黑龍江省伊春市友好區(qū)工藝品公司提供。②處理劑:硅烷類偶聯(lián)劑，工業(yè)級，南京曙光化學(xué)總廠產(chǎn)品;12%-14%的NaOH溶液。在本實驗中我們采用NaOH溶液處理，經(jīng)研究表明，NaOH濃度升高，木粉的表面改性效果就明顯，但當(dāng)NaOH的濃度超過15%時，木粉的改性效果反而下降，因此，我們把NaOH的濃度控制在12%~14%。將80目和120目木粉分別放入適當(dāng)濃度的NaOH溶液中浸泡48h，

4、經(jīng)漂洗、自然風(fēng)干后，放入100℃的烘箱中干燥12h，木粉充分干燥后再加入硅烷偶聯(lián)劑對木粉進行表面改性處理，得到了經(jīng)過兩次表面改性處理的木粉。木粉表面改性效果明顯是由于經(jīng)NaOH溶液浸泡后，木粉中的木素被漂洗掉，剩余的主要是木纖維，NaOH溶液將結(jié)晶木纖維的烴基打開，使木纖維蓬松，更容易與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)。另外經(jīng)NaOH溶液處理后，硅烷偶聯(lián)劑與纖維表面更容易充分接觸，與植物纖維中的烴基發(fā)生反應(yīng)，降低了木纖維的親水性，提高了界面潤濕性和界面粘合作用。1.2木粉的粒度及粒度分布木粉的粒度直接影響到粉層厚度，粉層厚度理論上至少要大于兩倍以上的粉末顆粒

5、直徑，否則不能鋪出均勻密實的粉層，直接影響成型原件精度。木粉粒度對成型原件的強度也有顯著的影響，尺寸較大的木粉顆粒制成的成型原件強度較差，尺寸較小的木粉顆粒又容易粘結(jié)上鋪粉滾筒。囚此在確定木粉顆粒尺寸時，必須綜合考慮木粉顆粒對成型原件強度、精度的影響，雖然木粉粒度越小成型原件的強度和精度越高，但是不易鋪粉，粉末容易粘結(jié)在鋪粉滾筒上，造成鋪粉不均勻，粉層厚度不一致，反而使成型原件的精度降低。所以我們不要求木粉顆粒尺寸一致，而是希望木粉粒度大小不一且按一定比例匹配。理想的木粉顆粒如圖1所示。尺寸大的木粉顆粒間縫隙較大，被小木粉顆粒添充，使粉層密

6、度增大，增強了成型件的強度，提高了成型件的質(zhì)量。2鋪粉參數(shù)選擇鋪粉滾筒的運動決定了鋪粉過程參數(shù)，也決定了粉末鋪覆的狀態(tài)。滾筒的運動是沿著工作平面的平動和繞定軸轉(zhuǎn)動兩種運動的合成運動，如圖2所示。木粉鋪覆的狀態(tài)受到這兩種運動狀態(tài)的影響。滾筒的平動速度和對木粉體的作用力有以下關(guān)系: