絲網(wǎng)材料的三維設(shè)計(jì)及3D打印

文 趙晨飛 石玉雷

絲網(wǎng)材料的三維設(shè)計(jì)及3D打印

文 趙晨飛 石玉雷

3D打印技術(shù)對(duì)整個(gè)制造業(yè)都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，印刷業(yè)也受到了3D打印的影響。作者在對(duì)絲網(wǎng)印刷教學(xué)的過(guò)程中對(duì)絲網(wǎng)材料的3D打印及其三維設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，總結(jié)相關(guān)內(nèi)容如文，便于絲網(wǎng)印刷操作人員、絲網(wǎng)材料廠商了解最新的技術(shù)，同時(shí)為印刷專業(yè)的教師補(bǔ)充相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，為印刷研究者提供一個(gè)新的方向。

3D打印技術(shù)

3D打印，又稱三維打印，是一種快速成形技術(shù)，它以數(shù)字化模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層印的方式構(gòu)造物體，原理如圖1。3D打印技術(shù)作為快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，目前正成為一種迅猛發(fā)展的潮流。人們紛紛展示了如何3D打印馬鈴薯、巧克力、小鎮(zhèn)模型，甚至擴(kuò)展到用3D打印汽車和飛機(jī)。

一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)3D打印獲得一件物品需要經(jīng)歷模、分層、打印和后期處理四個(gè)主要階段，才能最終完成所需要的模型的制作。

絲網(wǎng)材料的3D打印

絲網(wǎng)印刷作為一種承印物最廣泛的印刷方式，絲網(wǎng)材料是影響印刷質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

選用A4規(guī)格網(wǎng)框，尺寸為436×600（mm）。運(yùn)用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩制來(lái)繪制絲網(wǎng)三維圖形。泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩制：泰勒篩制的分度是以200目篩孔尺寸0.074mm為基準(zhǔn)，乘或除以主模數(shù)2的平方根（1.141）的n次方（n=1，2，3……），就得到較200粗或細(xì)的篩孔尺寸，如果用副模數(shù)2的四次方根（1.1892）的n次方去乘或除0.074mm，就可以得到分度更細(xì)的一系列目數(shù)的篩孔尺寸，如表1所示。

表1 絲網(wǎng)參數(shù)

在本次設(shè)計(jì)中選用150目、200目、270目、400目的平織網(wǎng)進(jìn)行3D打印數(shù)字建模實(shí)驗(yàn)。由于所畫絲網(wǎng)密度很大，精度要求高。如所畫目數(shù)為100目，經(jīng)過(guò)推算100目時(shí)的篩孔尺寸為0.147mm，絲徑尺寸為0.107mm，如果設(shè)計(jì)100×100(mm)，那么在10cm大的構(gòu)圖空間內(nèi)就要繪制大概800個(gè)左右的零件單位，這其中還不包括絲網(wǎng)平織網(wǎng)的搭接設(shè)置。據(jù)資料分析，用solidworks繪制大型零件圖形需要CPU具備較高的主頻速度，專業(yè)的圖形卡，如ati的firepro系列，nvdia Quadro系列的顯卡，根據(jù)零件數(shù)量的多少，建議最低8G，16G內(nèi)存，高速硬盤，SSD最好，機(jī)械的要7200轉(zhuǎn)的，操作系統(tǒng)，一定要64位的win7/8旗艦版。而本次設(shè)計(jì)在100×100(mm)繪制800個(gè)零件單位屬于大型精密設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)完成后，采用不同的塑料打印不同目數(shù)的絲網(wǎng)。在絲網(wǎng)的制造中，可采用選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積成型、融化壓模原理。

3D打印絲網(wǎng)材料的優(yōu)勢(shì)

3D打印技術(shù)已經(jīng)在柔性版印刷、數(shù)字印刷中應(yīng)用，但是還沒(méi)有應(yīng)用到絲網(wǎng)印刷中。本文就3D打印技術(shù)在絲網(wǎng)材料制造的應(yīng)用進(jìn)行研究。該研究與傳統(tǒng)的絲網(wǎng)制造技術(shù)有很大的區(qū)別，該技術(shù)目前處于試驗(yàn)階段，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）制造成本降低；產(chǎn)品多樣化不增加成本；（3）減少?gòu)U棄副產(chǎn)品；（4）零時(shí)間交付；（5）設(shè)計(jì)空間無(wú)限；（6）不占空間、便攜制造；（7）零技能制造；（8）材料無(wú)限組合；（9）精確的實(shí)體復(fù)制。

趙晨飛，博士，陜西科技大學(xué)輕工與能源學(xué)院印刷系講師）