三維打印加工的效果除了與材料特性有關(guān)外，還與加工時(shí)工藝參數(shù)的設(shè)置有關(guān)。工藝參數(shù)包括：每層材料的厚度，噴頭到加工表面的距離，掃描速度和噴射速度等。為了提高三維打印機(jī)的加工速度和精度，保證陶瓷制件的高性能，有必要對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

每層粉末的厚度

三維打印機(jī)打印時(shí)每一層粉末材料的厚度（沿Z方向）等于工作臺(tái)下降一層的高度，一般層厚設(shè)置為100μm，Objet Connex系列、Systems'ProJet系列可以打印出16μm的層層。層厚越小，制件的表面質(zhì)量較好，尺寸精確，力學(xué)強(qiáng)度提高，但加工時(shí)間明顯增加。為了提高制件的加工精度和力學(xué)性能，層厚應(yīng)盡量小。而層厚受粘結(jié)劑直徑的限制，粘結(jié)劑的直徑一般為50-80μm。在本系統(tǒng)中，每一層的厚度（即Z方向）可以取為0.08-0.1mm，要求較為精細(xì)的小型模型層厚可以取0.08mm，大型模型可以取0.1mm。在成形前的層厚，可以稍大一點(diǎn)，便于制件的取出。

噴頭到材料的距離

采用按需落下模式中的壓電式噴頭，噴頭的直徑較小（約為50μm），噴射出的粘結(jié)劑直徑約在50-80μm之間，噴射速度可以選擇在5-10m/s之間。為了提高制品的加工精度和力學(xué)性能，噴頭到加工材料之間要選擇合適的距離。如果兩者距離太遠(yuǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致粘結(jié)劑液滴、粉末材料發(fā)散，無法準(zhǔn)確到達(dá)特定位置，最終影響加工精度。如果距離太近，噴出的沖擊力可能較大，容易導(dǎo)致材料濺射到噴嘴上，造成噴嘴的堵塞，影響噴頭的壽命和加工成形。

掃描速度和噴射速度

三維打印成形中噴頭的掃描運(yùn)動(dòng)是為了加工出截面輪廓，常用的掃描方式有：交叉掃描、單軸掃描、邊界填充掃描、單方向掃描等。單軸或單方向掃描是最常用的掃描方式，因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)速度比較快，只需要沿單軸運(yùn)動(dòng)，并且不需要兩軸之間的聯(lián)動(dòng)，控制器不需要作插補(bǔ)運(yùn)算。但由于掃描方向單一，在開始、停止階段易導(dǎo)致啟停誤差，可能會(huì)影響到制件內(nèi)部的微觀組織結(jié)構(gòu)，影響制件的精度和力學(xué)性能。本方案中的三維打印機(jī)采用多噴嘴結(jié)構(gòu)，在無堵塞的狀態(tài)下噴嘴可在80-200μs內(nèi)形成粘結(jié)劑液滴，因?yàn)榱u基磷灰石、氧化鋯、檸檬酸等均為粉末，在壓力作用下其噴射過程也很迅速，因此噴射系統(tǒng)具有良好的快速響應(yīng)能力，不會(huì)因頻繁的掃描啟停而產(chǎn)生結(jié)瘤現(xiàn)象。此外，在粘結(jié)劑與粉末融合時(shí)，沒有明顯的熱量交換，不需考慮因溫度差異導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的問題，因此本方案選擇采用單向掃描模式，既能夠提高加工速度，獲得良好的成形效果，又簡化了掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

較低的掃描速度和噴射速度可以提高加工精度，但增加了加工時(shí)間，在選擇工藝參數(shù)時(shí)需要綜合考慮，根據(jù)具體的情況，選擇高精度模式或高速模式。

每層成形時(shí)間

三維打印快速成形一層截面的過程為：粘結(jié)劑的噴頭先噴射粘結(jié)劑，羥基磷灰石和增韌物質(zhì)的噴頭以及造孔劑的噴頭開始增材，完成加工后噴頭返回初始的位置，同時(shí)工作臺(tái)也沿Z軸下降一個(gè)層厚的高度。每層的成形時(shí)間（一個(gè)循環(huán)中各個(gè)動(dòng)作所需時(shí)間總和）的增加，會(huì)導(dǎo)致總體加工時(shí)間大幅增加，并且噴射粘結(jié)劑的噴頭也可能因較長時(shí)間停滯導(dǎo)致局部堵塞，影響成形的精度。因此必須有效地控制每層成形時(shí)間。

其他的工藝參數(shù)

其他的工藝參數(shù)還包括清洗噴頭的時(shí)間間隔，補(bǔ)粉時(shí)間間隔，環(huán)境溫度等。清洗噴頭的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)粉末材料的性質(zhì)來確定，通常在噴射50層后就需要進(jìn)行清洗，減少堵塞的發(fā)生，提高加工成形精度。補(bǔ)粉的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)料瓶的容積、粉末材料的噴射速率來確定。環(huán)境溫度會(huì)對(duì)粘結(jié)劑噴射和材料的粘結(jié)固化產(chǎn)生影響，通常溫度在10-40℃之間比較合適。

在三維打印機(jī)的加工過程中，工藝參數(shù)對(duì)各個(gè)性能指標(biāo)的影響是不同的，甚至有些工藝參數(shù)產(chǎn)生的影響是相互之間矛盾的，因此必須總攬全局，從整體進(jìn)行優(yōu)化，否則可能導(dǎo)致降低加工精度、產(chǎn)生缺陷或增加生產(chǎn)時(shí)間、成本等。例如，當(dāng)減小層厚、采用慢速的噴射掃描模式時(shí)，制件的表面質(zhì)量較好，尺寸精確，力學(xué)強(qiáng)度提高，但加工時(shí)間明顯增加。還需要通過進(jìn)一步的研究，才能確定最佳的工藝參數(shù)。

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