文献综述
摘要：本文简略的介绍了含能材料3D打印技术。介绍了3D打印的控制技术，速度控制以及PID控制原理。通过对含能材料应用现状的阐述，表明其重要性。同时简要介绍了含能材料3D打印技术应用与发展。
关键词：含能材料、3D打印技术、PID控制、应用与发展
1 引言
3D打印技术快速成型技术的一种。是一种运用可粘合材料，以逐层打印的方式构造物体的制造技术。2008年金融危机之后，再工业化逐渐成为了关注核心，随后便是数字化、智能化的第三次工业革命。装备制造业也以3D打印技术为代表，发生了重大的变革【1】。孙国光【2】对3D打印快速成型机材料的研究阐释了材料研究与3D打印技术的紧密联系。与传统的除去材料来制造的方法，这种一层层增材制造提高了材料的使用效率，因此不仅速度快，而且降低了成本，同时还具有高的易用性。但是使用还与其材料有相适用性，金属材料、塑料、含能材料等种类不同，丝状、粉末状、液状等状态不同的材料，或者其他不同状况需要与材料相适应有不同的3D打印机【3】。对于十分不稳定含能材料的3D打印，就其一般的熔融沉积造型的方法则一定会有安全隐患。于是需要用粉状的含能材料经挤压出料打印成型的方法来实现3D打印。而粉状的材料其出料速度的控制是关键，影响成型产品的性能与质量。基于此，主要对含能材料3D打印技术及其喷头出料速度进行研究。
2 3D打印的控制技术
LM Galantucci【4】对两种不同的3D FDM打印机尺寸性能进行了评估与比较，获得了最佳工艺参数，同时也详细地表明了工艺参数对部件质量的影响。根据罗晋【5】通过对3D打印FDM系统一些工艺参数的控制技术的阐述，填充速度的控制则是通过对运动机构的速度控制来实现的。计算机控制系统通过接口控制运动控制系统（包括其位置、速度及加速度），而运动控制系统则负责驱动运动机构，由步进电机等部分组成开环控制系统。用户向系统输入速度参数后，经写相关寄存器，发送设定相应脉冲给步进电机，实现喷头以设定的速度填充。
过程工业中多采用PID控制，即比例、积分、微分控制，是对系统中反馈的偏差调节控制来纠正系统响应的一种调节器控制规律，经比例、积分、微分计算控制量进行控制。比例（P）控制，控制器的输出与输入误差信号成比例关系，存在稳态误差；积分（I）控制，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系，无稳态误差；微分（D）控制，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系，增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，改善系统的动态特性。此外，PID控制器一定要在参数经整定的条件下才能有良好的控制效果，刘镇【6】介绍了多钟PID控制参数整定方法。
3 含能材料3D打印技术的发展现状
近年来，3D打印技术在军工领域的应用愈发广泛与重要，从2013年美国第一支3D打印的手枪到航空航天领域【7】。对其中含能材料3D打印技术，国外的研究早在1999年就已经开始，现在的发展涉及各个领域，尤其就其在国防方面的应用甚为广泛。应用于火工品制造，在某类火工品所需的含能材料中混合粘结剂和有机溶剂，将含能材料打印到指定需要的位置，之后经烘干或光固化，而形成了引信中的传火或传爆序列。应用于火工系统制造，美国海军水面武器中心研究的可用于快速成型引信/安全与解锁的火工系统中，快速成型火工系统已成功进行了防鱼雷的深海发射试验【8】。李小丽【9】等简单介绍了3D打印技术及应用趋势，杜鹏【10】等对其也进行了简单分析，此外王忠宏【11】等对中国3D打印产业的现状及发展思路也进行了思考。对于国内对含能材料3D打印技术的研究主要在高等院校。应用于化学芯片领域，利用喷墨快速成型技术进行微型装药。应用于制造含能芯片，直接应用于引信研制中。经了解王文俊【12】对含能材料技术的进展与展望，并结合其在3D打印上的应用。含能材料的3D打印技术用于军工领域，特别是先进武器装备的制造技术方面，涉及到国家机密，各个国家要靠自己的发展。我国的研究进展较国外有着巨大的差异，然而国内对含能材料3D打印技术的重视程度也在提高，不断发展对其的研究，为实现新型装备研制，为生产提供新工艺与装备。
4 含能材料3D打印及其应用
刘欣灵【13】对于3D打印机及其工作原理的阐述，可以了解需要以粉末状的材料3D打印具体过程大致如下。逐层的打印要分成两个步骤，第一步喷洒一层不易扩散的胶水，第二步由喷头喷出均匀的粉末。粉末与胶水混合会立刻固化粘结，所以只有有胶水的区域会被一层层得打印成型，获得所需产品。但就含能材料而言，涉及到的更多方面是利用3D打印对含能材料进行装药。邢宗仁【14】在其含能材料3D打印技术研究中对于含能材料的有关装药技术方面进行了研究实验。将含能材料与粘结剂和有机溶剂混合成油墨加入针筒，之后进行快速成型装药。使用点胶机计算机控制油墨向小而多的MEMS芯片微孔自动化装药。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
