东营3D打印

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3D打印粘土浆体关键性能

更新时间: 2024-12-11 09:13:17  查看次数: 17    
3D 打印粘土浆体搅拌均匀后,会在空压机挤压或者挤出机螺杆转动时,从料筒被挤到输送管道里,最后通过管道到达喷嘴处挤出来。这和传统混凝土浆体施工时的泵送过程有点像,如果粘土浆体太干太硬,在这个阶段就可能送得不顺,甚至没法连续均匀地挤出来。所以,粘土浆体在输送的时候得有不错的流动性。
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粘土浆体通过输送管道,从打印喷嘴挤出来后,挤出来的粘土条会在 3D 打印机的打印平台上一层一层堆起来。这时候,下面的粘土条得有一定的能力来承受上面粘土条的重量,如果粘土条强度不够,打印出来的粘土试件就可能变形甚至塌掉。所以,粘土浆体在输送过程中要有比较好的可泵送性能,从喷嘴挤出来后,要有较高的可堆积性能。不过,可堆积性能和可泵送性能对粘土浆体的要求是相反的。可泵送性能要求粘土浆体的屈服应力和塑性粘度低,可堆积性能却正好相反。但好在粘土浆体对可堆积性能和可泵送性能的需求阶段不一样,只要在从料筒送到喷嘴以及从喷嘴挤出的时候保持很好的可泵送性能,在一层一层堆积打印的时候保持很好的可堆积性能就行。要是粘土浆体有一定的触变性就好了,就是说在输送过程中,因为螺杆转动受到剪切力,粘土浆体会变稀,粘度下降,这样就能满足可泵送性能的要求,粘土浆体就能连续均匀地挤出来。粘土浆体从打印喷嘴挤出来后,剪切力没了,它又会变稠,粘度恢复,这时候就能满足可堆积性能的要求,让 3D 打印粘土试件的形状稳定。所以,可以通过设计粘土浆体的触变性能,让它同时满足可泵送、可挤出和可堆积性能的要求。
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结合挤出堆积式 3D 打印工艺的要求和特点,这篇文章觉得粘土浆体的 3D 打印工作性能包括三个方面,就是可泵送性能、可堆积性能和触变性能。
先说可泵送性能,它的意思就是粘土浆体在受到外界剪切力时流动变形的能力,可以用在外界剪切力作用下流动变形的速度或者大小来表示。它能很清楚地反映粘土浆体能不能顺利通过小尺寸的打印喷嘴和输送管道。而且可泵送性和 3D 打印粘土浆体的配比、打印机喷头直径、打印速度、挤出速度、打印机喷头到 3D 打印试件表面的高度都有关系。比如,用大直径的喷口时,3D 打印粘土条能连续均匀,可挤出性好,但相同配比的粘土浆体通过小直径喷口时,可能就会堵管、撕裂,打印出来的粘土条也会变窄。再说说可堆积性能,它是指粘土浆体在承受外界重量时,不流动变形,能保持形状稳定的能力。可以用单位面积的粘土条能承受的最大重量来表示。它能很直观地反映粘土浆体从喷嘴挤出且剪切变稀作用消失后,承受自身和后续打印浆体重量还不变形不流动的能力。这个性能除了和粘土浆体的配比有关,打印设备也会影响它。比如打印机喷头位置不准、打印层结构动态沉积这些因素,可能会让打印出来的粘土试件有问题,导致 3D 打印结构过早塌陷。最后说说触变性能,它是指在挤出机螺杆转动的剪切作用下,粘土浆体从有可塑性的凝胶状变成流动性好的溶胶状,从喷头挤出后,剪切力没了,又能变回凝胶状的性质。也就是粘土浆体变稀变稠的能力,可以用粘土浆体在受剪切力前后,粘度和屈服应力的变化大小来表示。