2.3 多尺度工艺结构一体化3D 打印

  3D 打印技术是由点到面、由面到体的堆积成形， 在获得零件宏观结构的同时， 又能控制微观组织结构， 可实现多尺度工艺结构一体化制造， 为生物组织器l官制造、金属组织定向结晶组织结构制造、光子晶体制造等多个研究领域提供新途径.

  多数3D 打印技术一般需要添加工艺支撑等结构才可以制造包含悬臂、裙边等特征的制件， 为了实现对3D 制件在重量、结构强度、翘曲变形方面的控制， 也需要设计、制造特定的工艺结构. 近年来，随着3D 打印软件及控制技术的不断发展， 通过实时精l确控制成形过程中的能量、气氛、温度等工艺参数， 已经可以直接制造出微观尺度的工艺结构， 实现性能、材料、结构一体化设计制造. 

3d打印机出现波浪纹的原因

挤压不一致

      造成这个问题较常见的原因就是耗材质量差，要是耗材的外径公差不严格，就会看到打印件侧面的更高。这种额外的挤压产生的层比其他层更宽，看起来像印刷品一层的线、因此为了生产出很光滑的侧面，打印机需要有很好的挤出一致性，这需要高质量的消耗品。

温度变化

      大多数3d打印机使用PID控制器来调节挤出机的温度。要是没有正确调节，挤出机温度会继续波动。由于PID控制器操作的固有特性，这种波动会呈现周期性，这就意味着温度将以正弦波的形式发生变化。当温度变高的时候，塑料的流动性会跟冷时不同，这会造成层之间的挤出差异，从而在印刷品的侧面产生可见的纹理、

因为金属粉末烧结温度场是一个动态分布的过程， 所以采用有限元模拟可以更好地分析成型过程中影响精度的因素， 从而对工艺参数进行合理选择. Bugeda等通过对选择性激光烧结过程中的单一激光源烧结轨迹进行有限元三维模拟， 分析了实验材料的烧结过程， 得到的温度和密度分布图， 获取了烧结深度的信息. Dai等提出了一种有限元分析方法用于调查激光扫描方式对残留应力和变形的影响. 研究表明， 若有一层出现形变，光固化3D打印机厂家， 改变激光束的扫描方式可以将形变影响较小化; 该研究同时还发现， 如果扫描路径沿着某一轴线方向进行长距离扫描， 将可能出现鞍形失真。

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