3D打印成型工艺及PLA材料在打印中的应用最新进展

着重分析了熔融沉积成型、选择性激光烧结、立体光固化、分层实体制造等3D打印成型工艺基本原理及其各自的优缺点;综述了在不同的3D打印成型过程中对PLA材料的改性要求;系统论述了3D打印PLA材料在生物医学、机械制造、铸造加工、日常生活等领域的应用现状及最新进展,并对未来3D打印PLA材料及相关技术进行了展望。     

3D打印聚乳酸热塑挤压成型材料的研究及应用

对3D打印聚乳酸(PLA)热塑挤压成型材料的研究进展做了全面的综述。分析了PLA材料在3D打印材料中的优势,介绍了PLA材料的合成方法、结构与性能,以及3D打印PLA材料的改性方法、成型工艺与性能要求,并对3D打印PLA材料在生物医学中的应用做了详细描述;最后讨论了3D打印PLA材料未来的发展前景。     

聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展

综述了最近PLA材料在3D打印中的研究和应用进展。介绍了PLA的结构性质和合成方法,以及熔融沉积成型3D打印PLA材料的特性。重点介绍了最近3D打印PLA材料的改性和成型工艺研究。最后详细描述了3D打印PLA材料在生物医学领域中的应用进展,并对未来的发展方向和应用前景进行了展望。     

3D打印桌面机制作砂型模具制品分析

3D打印技术由于其简单的加工成型工艺、优异的材料利用率等一系列优点已被人们广泛关注。就目前而言,3D打印技术仅适用于小批量及个性化零配件制品的生产加工,应用范围较窄。本文选用FDM熔融沉积成型技术,以PLA线性材料作为打印原材料制作砂型模具制品,后期使用铸造成型工艺进行批量生产零配件制品。实验结果表明:3D打印制品具有良好的力学性能,3D打印制品可作为砂型模具使用,后期可使用该模具进行铸造成型工艺批量生产小型制品。本文验证了FDM熔融沉积成型技术制备砂型模具具有可行性,且模具后期可用于铸造成型工艺,验证了通过3D打印技术完成批量生产制品的可行性。     

3D打印桌面机制作CNTs/PLA复合材料制品性能分析

3D打印技术已日趋成熟,其简单的成型方式、优良的材料利用率等一系列的优点对传统塑料加工领域的影响日趋深刻。同时3D打印制品依然存在耗材单一、制品用途不广泛等缺点抑制了3D打印技术在传统塑料加工行业中的应用。本文选用3D打印技术中的熔融沉积成型(FDM)加工工艺作为技术支持,使用PLA作为基材,通过加入不同含量的CNTs制作可导电性复合材料作为研究对象,通过对不同配比下CNTs/PLA复合材料所具有的性质进行实验,研究不同配比下CNTs/PLA复合材料的电导率大小的关系。实验结果表明:在CNTs含量为5%的复合材料3D打印制品中就可实现其导电性,电导率为:0.228 1;在CNTs含量为10%的复合材料3D打印制品中导电性较好,电导率为:1.314 7。实验证明了塑料复合材料具备可导电这一性能,并且CNTs含量越高,导电性能越好。本文验证了FDM技术制备可导电性复合材料的产品具有可行性。     

3D打印改性聚乳酸性能研究进展

3D打印在近年来受到普遍关注,聚乳酸(PLA)作为一种在3D打印中最常见的材料,被广泛地使用。综述3D打印改性PLA材料的研究进展及其在多个领域的应用。介绍3D打印的基本工作原理、特点、PLA材料的性质及PLA作为3D打印材料的优势。分析物理改性和化学改性方法对3D打印PLA材料的力学性能、热稳定性、导电性、弹性和抗菌性的影响。总结打印方向、打印层高、打印温度、打印速度等工艺参数对3D打印PLA制品质量的影响。概括3D打印PLA在医学领域、工业领域和其他领域的应用,指出3D打印PLA材料面临的技术问题以及挑战,并提出其在今后的改进方向。     

熔融微分3D打印制造MWCNTs/PLA可导电功能性制品

3D打印技术发展已日趋成熟,其特殊的增材制造原理使得材料利用率极高,方便快捷的成型方法推动了3D技术的发展。但3D打印产品使用耗材单一、制品强度较弱、应用范围不广泛等缺点抑制了3D打印技术在传统塑料加工行业的应用。一种新型聚合物熔体微分3D打印设备,可使用碳纳米管(MWCNTs)/聚乳酸(PLA)复合材料制造可导电3D打印产品。结果表明:该复合材料(10%MWCNTs)导电制品导电率可达到1.6 S/m,且该复合材料具有优异的可打印性能;使用聚合物熔体微分3D打印机以纸片为基材打印制造简易电路图,该电路图在纸基板上附着力强;使用熔体微分3D打印机制作防静电托盘制品,SEM图像表明,该托盘制品层与层之间结合紧密,成型精度以及刚度均可符合使用要求。通过实验对比,验证了该新型聚合物熔体微分3D打印机对MWCNTs/PLA复合材料制备可导电制品具有可行性,且可为3D打印电路板及防静电制品提供理论基础和技术指导。     

3D打印高分子材料研究进展

主要介绍了聚乳酸(PLA),聚己内酯(PCL),聚醚醚酮(PEEK),聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)等在3D打印技术中的应用,并且综述了这些材料相应的改性方法以及改性材料的应用性能。通过对已有3D打印材料的改性和扩充,3D打印产品将可以广泛应用到医疗、生物组织工程、工业、军事、航空航天等领域,3D打印技术也将成为一种主流的塑料加工技术。     

三维打印快速成型技术在高分子材料加工中的应用

介绍了使用材料对三维(3D)打印快速成型技术(以下简称为3D打印技术)的发展速度和投入工业化生产进程的影响;介绍了高分子材料快速发展对3D打印技术及其产业链快速发展的推动作用;详细介绍了近几年来3D打印技术使用的高分子材料以及3D打印技术在高分子材料加工中的应用,并对3D打印技术的应用前景进行了展望。     

3D打印用聚合物材料的进展

3D打印技术是1种快速成型技术(Rapid Prototyping),以三维数字模型为基础,采用不同的材料,通过逐层打印构造实物。目前用量最大、应用最广、成型方式最多的材料是聚合物材料。综述了ABS、PLA、PCL、TPU、光敏树脂、高分子水凝胶及其复合材料的研究进展。近5年的研究成果表明,聚合物材料的综合力学性能得到提高,而且向着智能化方向发展,广泛应用于电、磁、医学等领域。同时,与聚合物匹配的3D打印技术不断革新,速度和精度得到大幅度提升。最后,针对聚合物材料改性过程中存在的界面、加工问题,提出了可行的研究思路。     

改性油茶壳粉增强聚乳酸3D打印材料性能研究

以废弃油茶壳（COS）为原料,经过碱和硅烷偶联剂处理后,制得改性COS。将改性COS与聚乳酸（PLA）经熔融共混挤出、拉丝,制备适用于熔融沉积成型（FDM）的改性COS/聚乳酸（PLA）3D打印材料,对其力学性能、热学性能、打印性能等进行探讨。结果表明：采用碱和硅烷偶联剂改性COS,可以显著提高COS的初始热分解温度,也提高改性COS/PLA 3D打印材料的热稳定性。当改性COS的质量分数为3%,改性COS/PLA 3D打印材料的弯曲强度和拉伸强度最大分别为66.97 MPa和53.57 MPa,相比纯PLA分别提高15.19%和12.05%,而且聚合物的结晶度提高15.6%。通过FDM 3D打印技术成功制备了个性化艺术品,打印效果良好。     

柔性聚乳酸基立体打印服装面料设计

以柔性聚乳酸(PLA)为打印材料,利用熔融沉积成型技术进行3D打印服装面料设计,通过傅里叶红外光谱、X射线衍射仪和扫描电镜对打印前后柔性PLA的分子结构、结晶度、表面形貌进行表征。结果表明:喷丝前后PLA细丝的分子结构没有变化,结晶度有所下降,经熔融喷丝后的PLA细丝表面更加光滑,喷丝连续均匀。以3D Max建模软件为平台,采用Peirce模型理论,结合NURBS曲线建模方法,建立平纹组织3D打印模型,得到立体打印服装面料。     

PLA/金属粉末混合物对3D打印成型制品的影响

通过粉体喂料三维(3D)打印机研究了纯聚乳酸(PLA)材料在3D打印过程中打印温度以及填充密度对成型制品的影响;然后在PLA中加入不同比例的金属粉末并制备出混合物料颗粒,通过粉体喂料3D打印机打印成型试样制品,并进行力学性能测试。结果表明,金属粉末含量的增加会导致复合材料拉伸强度的降低;此外,金属粉末含量增加,复合材料的热导率会随之升高,而膨胀系数降低。     

PLA/PHBV共混3D打印线材的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PLA/PHBV)共混物,用熔融沉积成型(FDM)技术制备了三维(3D)打印标准测试样条,研究了PLA/PHBV质量比对PLA/PHBV共混物及3D打印线材性能的影响。结果表明,PLA/PHBV共混材料是完全不相容的体系,随着PHBV含量的增加,PLA/PHBV共混物以及3D打印制品的拉伸强度下降,但断裂伸长率有所提高;弯曲强度及冲击强度均先上升后下降;注塑样品的拉伸强度最大可达43.31 MPa,断裂伸长率可达5.37%;3D打印制品的拉伸强度最大可达49.16 MPa,断裂伸长率可达7.41%;PLA/PHBV共混物以及3D打印制品淬断断面呈现典型的"海岛"分布,PHBV相均匀的分散在PLA基中;随着PHBV含量的增加,注塑样条的断面逐渐变得粗糙,打印制品层与层之间空隙减小,填充率上升,黏结性能提高。     

用于3D打印的微晶纤维素/聚乳酸复合材料制备与性能研究

以微晶纤维素（MCC）为增强材料、聚乳酸（PLA）为基体,通过高温熔融共混、挤出、拉丝等流程,制备适用于熔融沉积成型（FDM）3D打印技术的MCC/PLA复合材料,并通过FDM型3D打印机打印出成品。讨论了MCC添加量对该复合材料的力学性能、热性能、微观结构以及3D打印性能的影响。研究结果表明,随着MCC添加量的增加,复合材料的力学性能呈现先增高后下降的变化趋势,当MCC添加量为3%时,其拉伸强度和弯曲强度达到最高,分别为54.55 MPa和64.25 MPa。红外分析证实了微晶纤维素与聚乳酸在熔融时发生了接枝共聚反应。热性能分析表明,添加少量MCC,可以提高复合材料的热稳定性和PLA的结晶度。MCC添加量为3%的MCC/PLA复合材料其力学性能、打印性能和外观达到最佳,可应用于FDM型3D打印技术。     

数字成型技术在陶瓷文创产品快速开发中的应用研究

随着技术的进步和成本的降低,近年来三维数字成型技术逐步在加工制造业被广泛应用。本文以三维数字建模与3D打印技术为基础,从多角度探讨了陶瓷文创产品快速开发的多种成型方式,并以PLA材料模种打印为手段进行了陶瓷文创产品快速开发案例分析,为数字信息时代下消费市场对陶瓷文创产品的快速开发需求提供了理论与实践基础。     

不同材料在3D打印中的应用

3D打印作为第三次工业革命的重要技术,主要利用计算机三维绘图软件,进行不同打印产品3D模型的建构,并通过对多种复合材料的逐层堆积、黏结成型,来实现机械制造、航空航天、医学或建筑产品的加工生产。主要探讨了不同材料在3D打印中的应用,分别分析金属、聚合物、陶瓷与生物等材料的特性,以及各材料在3D打印中应用的方式与方向。     

3D打印在高分子材料成型加工实验中的探索

3D打印技术融入到高分子材料成型加工实验课程中,是对传统教学模式的改革。并进一步分析了3D打印应用于国内教育。研究表明,在高分子材料成型加工实验课程中引入3D打印可激发学生的创新精神,培养学生的创新能力,同时提高了学生的自我探索知识的能力,培养了符合时代发展的复合型创新性高分子材料与工程的人才,也为高分子材料成型加工实验课的教学改革提供思路和途径。     

3D打印用聚乳酸的改性及其应用研究进展

聚乳酸(PLA)具有独特的可生物降解性和生物相容性,是一种理想的3D打印材料。3D打印PLA材料应用广泛,特别是在生物医用领域。然而,PLA也存在着一些性能缺陷,在一定程度上限制了其在3D打印上的应用,因此需要对PLA进行改性。文章首先分析了PLA作为3D打印材料存在脆性大、耐热性差和易水解的性能缺陷;其次综述了3D打印PLA的改性方法,包括共聚改性、表面改性和共混改性;然后介绍了3D打印PLA材料的应用领域,包括生物医学领域和工业制造领域。最后文章介绍了具有优异耐热性和耐水解性的生物降解型立构聚乳酸,并对立构聚乳酸作为3D打印材料的前景进行了展望。     

3D打印材料的研究及发展现状

对3D打印材料进行了分类和论述,将3D打印材料分为有机高分子材料和无机材料两大类,前者包括丙烯腈苯乙烯丁二烯共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚酰胺(PA)、光敏树脂以及水凝胶等;后者包括钛及钛合金、陶瓷和石膏等。分别阐述了其性能和优缺点以及在3D打印领域的应用现状,并对3D打印材料的发展前景进行了展望。