絲網材料的三維設計及3D打印

文 趙晨飛 石玉雷

絲網材料的三維設計及3D打印

文 趙晨飛 石玉雷

3D打印技術對整個制造業都產生了深遠的影響，印刷業也受到了3D打印的影響。作者在對絲網印刷教學的過程中對絲網材料的3D打印及其三維設計進行研究，總結相關內容如文，便于絲網印刷操作人員、絲網材料廠商了解最新的技術，同時為印刷專業的教師補充相關的教學內容，為印刷研究者提供一個新的方向。

3D打印技術

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

一般來說，通過3D打印獲得一件物品需要經歷模、分層、打印和后期處理四個主要階段，才能最終完成所需要的模型的制作。

絲網材料的3D打印

絲網印刷作為一種承印物最廣泛的印刷方式，絲網材料是影響印刷質量的一個重要因素。

選用A4規格網框，尺寸為436×600（mm）。運用泰勒標準篩制來繪制絲網三維圖形。泰勒標準篩制：泰勒篩制的分度是以200目篩孔尺寸0.074mm為基準，乘或除以主模數2的平方根（1.141）的n次方（n=1，2，3……），就得到較200粗或細的篩孔尺寸，如果用副模數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的一系列目數的篩孔尺寸，如表1所示。

表1 絲網參數

在本次設計中選用150目、200目、270目、400目的平織網進行3D打印數字建模實驗。由于所畫絲網密度很大，精度要求高。如所畫目數為100目，經過推算100目時的篩孔尺寸為0.147mm，絲徑尺寸為0.107mm，如果設計100×100(mm)，那么在10cm大的構圖空間內就要繪制大概800個左右的零件單位，這其中還不包括絲網平織網的搭接設置。據資料分析，用solidworks繪制大型零件圖形需要CPU具備較高的主頻速度，專業的圖形卡，如ati的firepro系列，nvdia Quadro系列的顯卡，根據零件數量的多少，建議最低8G，16G內存，高速硬盤，SSD最好，機械的要7200轉的，操作系統，一定要64位的win7/8旗艦版。而本次設計在100×100(mm)繪制800個零件單位屬于大型精密設計。

設計完成后，采用不同的塑料打印不同目數的絲網。在絲網的制造中，可采用選擇性激光燒結、熔融沉積成型、融化壓模原理。

3D打印絲網材料的優勢

3D打印技術已經在柔性版印刷、數字印刷中應用，但是還沒有應用到絲網印刷中。本文就3D打印技術在絲網材料制造的應用進行研究。該研究與傳統的絲網制造技術有很大的區別，該技術目前處于試驗階段，具有如下優點：（1）制造成本降低；產品多樣化不增加成本；（3）減少廢棄副產品；（4）零時間交付；（5）設計空間無限；（6）不占空間、便攜制造；（7）零技能制造；（8）材料無限組合；（9）精確的實體復制。

趙晨飛，博士，陜西科技大學輕工與能源學院印刷系講師）