1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

先进陶瓷在汽车、航空航天、能源、环境和生物医学等领域均具有广泛且重要的应用。陶瓷材料耐高温，具有高硬度，但是加工成可用的陶瓷零部件便具有挑战性，往往需要花费大量的时间和成本。很多固体自由成型(sff)过程已经能够制造陶瓷零件，如喷墨3d打印(ink-jet 3dp)、选择性激光烧结(sls)、陶瓷熔融沉积(fdc)、立体光刻(sla)、分层实体制造(lom)等^[1-2]。但是，这些过程大多需要使用大量的有机粘合剂，如fdc过程所使用的有机粘合剂的体积分数达40-50%，在去除粘合剂的过程中，会产生有毒物质和不可分解的废料。陶瓷糊料自由挤出成型(fef)过程通过挤出陶瓷糊料，一层一层地沉积，最终建立三维陶瓷零件。fef过程使用了高固相含量(≥50vol.%)的陶瓷糊料,但是糊料中仅仅使用了微量的有机粘合剂(1-4%)^[3]。有机粘合剂含量的降低不仅减少了有害物质的释放，而且缩短了熔损循环，增加了燃尽率，因此fef过程比其他陶瓷制造过程效率更高，更加环境友好。另外，fef过程的设备和材料成本也更为经济。

本项研究基于fef过程，根据陶瓷浆料的流变特性对陶泥3d打印机的关键部件挤出装置进行设计，结合控制系统的开发，实现较为良好的挤出起止精度和挤出一致性，并基于delta 3d打印机的运动系统，搭建出陶泥3d打印机整机。利用搭建好的陶泥3d打印机打印陶瓷坯件，确定合适的工艺参数（打印层厚、挤出速度和喷嘴直径等），从而提高打印质量，并烧制出具有良好力学性能的陶瓷零件。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

2.1.1 陶泥3d打印机的机构与结构设计

a.delta型运动机构的尺寸参数确定及设计计算；

3. 研究计划与安排

02.08-02.20 文献查阅及翻译

02.21-03.04 撰写开题报告并上传

03.05-03.24 完成陶泥3d打印机机构与结构设计

4. 参考文献（12篇以上）

[1] travitzky n., bonet a., dermeik b., etal. additive manufacturing of ceramic-based materials[j]. advanced engineeringmaterials, 2014, 16(6):729-754.

[2] bandyopadhyay a., bose s. additivemanufacturing[m]. boca raton: crc press, 2016.

[3] huang t., mason m.s., hilmas g.e., et al.freeze-form extrusion fabrication of ceramic parts[j]. virtual and physicalprototyping, 2006, 1(2):93-100.