丝网材料的三维设计及3D打印

文 赵晨飞 石玉雷

丝网材料的三维设计及3D打印

文 赵晨飞 石玉雷

3D打印技术对整个制造业都产生了深远的影响，印刷业也受到了3D打印的影响。作者在对丝网印刷教学的过程中对丝网材料的3D打印及其三维设计进行研究，总结相关内容如文，便于丝网印刷操作人员、丝网材料厂商了解最新的技术，同时为印刷专业的教师补充相关的教学内容，为印刷研究者提供一个新的方向。

3D打印技术

3D打印，又称三维打印，是一种快速成形技术，它以数字化模型为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层印的方式构造物体，原理如图1。3D打印技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流。人们纷纷展示了如何3D打印马铃薯、巧克力、小镇模型，甚至扩展到用3D打印汽车和飞机。

一般来说，通过3D打印获得一件物品需要经历模、分层、打印和后期处理四个主要阶段，才能最终完成所需要的模型的制作。

丝网材料的3D打印

丝网印刷作为一种承印物最广泛的印刷方式，丝网材料是影响印刷质量的一个重要因素。

选用A4规格网框，尺寸为436×600（mm）。运用泰勒标准筛制来绘制丝网三维图形。泰勒标准筛制：泰勒筛制的分度是以200目筛孔尺寸0.074mm为基准，乘或除以主模数2的平方根（1.141）的n次方（n=1，2，3……），就得到较200粗或细的筛孔尺寸，如果用副模数2的四次方根（1.1892）的n次方去乘或除0.074mm，就可以得到分度更细的一系列目数的筛孔尺寸，如表1所示。

表1 丝网参数

在本次设计中选用150目、200目、270目、400目的平织网进行3D打印数字建模实验。由于所画丝网密度很大，精度要求高。如所画目数为100目，经过推算100目时的筛孔尺寸为0.147mm，丝径尺寸为0.107mm，如果设计100×100(mm)，那么在10cm大的构图空间内就要绘制大概800个左右的零件单位，这其中还不包括丝网平织网的搭接设置。据资料分析，用solidworks绘制大型零件图形需要CPU具备较高的主频速度，专业的图形卡，如ati的firepro系列，nvdia Quadro系列的显卡，根据零件数量的多少，建议最低8G，16G内存，高速硬盘，SSD最好，机械的要7200转的，操作系统，一定要64位的win7/8旗舰版。而本次设计在100×100(mm)绘制800个零件单位属于大型精密设计。

设计完成后，采用不同的塑料打印不同目数的丝网。在丝网的制造中，可采用选择性激光烧结、熔融沉积成型、融化压模原理。

3D打印丝网材料的优势

3D打印技术已经在柔性版印刷、数字印刷中应用，但是还没有应用到丝网印刷中。本文就3D打印技术在丝网材料制造的应用进行研究。该研究与传统的丝网制造技术有很大的区别，该技术目前处于试验阶段，具有如下优点：（1）制造成本降低；产品多样化不增加成本；（3）减少废弃副产品；（4）零时间交付；（5）设计空间无限；（6）不占空间、便携制造；（7）零技能制造；（8）材料无限组合；（9）精确的实体复制。

赵晨飞，博士，陕西科技大学轻工与能源学院印刷系讲师）