让3D打印不再“无米可炊”

<正>作为工业4.0时代最具发展前景的制造技术之一,3D打印技术已经进入医疗、建筑、航天、教育、机械工业等产业领域,而它将来对于生产方式的变革,很有可能进一步颠覆今天的商业模式。3D打印材料是3D打印技术发展不可或缺的物质基础,也是当前制约3D打印产业化的关键因素。近年来,随着3D打印需求的增加,3D打印材料种类得到了迅速拓展,主要包括高分子材料、金属材料、无机非金属材料等3大类。但与传统材料相比,3D打印材料种类依然偏少,致使3D打印出现"无米     

3D打印材料产业发展现状及建议

<正>增材制造具有制造周期短、易于复杂结构成型、节材节能等优势,因此,受到国内外广泛关注。近年来,增材制造已广泛应用于航空航天、医疗器械、电子消费品和工业机械等领域。3D打印材料~1是增材制造发展的基础,美国、日本、欧盟等发达经济体纷纷加大对3D打印材料研发的投入力度。在此背景下,我国3D打印材料基础研究与制备技术发展相对滞后、材料种类少且性能无法达到标准、材料产业发展不成熟、专业人才培养机制匮乏等问题逐渐显现。     

3D打印隔热材料研究进展

3D打印技术能够实现面向性能的设计以及非常规结构的制造,其在隔热领域的应用可以使材料具有更加精细、可控、定制化的结构与功能。当前,3D打印隔热材料技术仍处于快速迭代期,打印材料、结构设计和制造工艺等技术瓶颈尚待突破。本文对3D打印隔热材料的现状进行了综述,简要分析了在隔热材料制造方面较有前景的3D打印工艺,对比了各工艺的优缺点以及适用的材料类型,着重讨论了3D打印陶瓷、发泡混凝土、泡沫塑料和气凝胶材料在隔热领域的研究进展,最后总结了目前面临的技术挑战和未来的主要发展方向。     

3D打印用特种粉体材料产业发展现状与趋势

3D打印（增材制造）技术目前已经成为全球最关注的新兴技术之一，其专用材料尤其是高性能金属构件激光直接制造用特种粉体材料产业发展前景很好。本文对3D打印用特种粉体材料产业国内外发展现状及未来趋势进行了阐述。一、国际3D打印产业及其专用材料研发现状1．全球3D打印产业发展现状世界各国正在不断加强3D打印技术的研发及应用。欧盟和美国引领着世界3D打印技术的发展，并在该技术的应用和推广领域获得先机。     

碳纳米管复合材料的3D打印技术研究进展

3D打印技术是一项根据计算机模型设计快速加工和制造复杂几何形状组件的增材制造技术之一。其基于三维数据模型,通过电脑控制将材料进行逐层累积,最终将三维模型变成立体实物。相比于传统制造方法,3D打印技术具有节约工时、易操作、不需要模具、组件几何形状可控性强等优势。随着该技术的发展,依据打印技术成型的核心、材料以及设备等产生了熔融沉积塑型、选择性激光烧结成型、光固化立体成型/数字光处理成型、溶剂浇铸成型等若干类型的3D打印技术。本文重点介绍其中最具代表性的4种3D打印成型工艺的原理和特点,基于碳纳米管增强聚合物复合材料,综述近年来不同3D打印成型工艺的研究进展,同时预测3D打印成型工艺在该领域会向着高精度、产业化、大众化和高集成度的方向发展,3D打印材料的研发也会更具前景。     

3D打印在生物医疗方面的应用现状

<正>3D打印,又称增材制造(AM),是根据所设计的3D模型,通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。与传统制造技术相比,由于3D打印不必事先制造模具,不必在制造过程中去除大量的材料,也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品,因此,在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术的这些优势,使其适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制     

3D打印：技术、材料、现状

3D打印技术以其独特的制造方式制作出了许多传统制造方式难以制作的产品,显示出广阔的发展前景,因此也引起政府和民众的极大关注。本文从3D打印技术、3D打印材料、国内外发展情况等几方面对3D打印做了一些介绍,同时对3D打印未来的发展趋势做了展望。     

广东省发布3D打印产业技术路线图

<正>日前,广东省增材制造协会举办的"3D打印产业技术路线图发布会暨3D打印高峰论坛"在广州市南丰国际会展中心召开,论坛上正式发布了广东省增材制造(3D打印)产业技术路线图(以下简称"路线图")。路线图剖析了广东3D打印产业现状、发展方向、重点产业等。2014年,广东省委、省政府出台的《关于全面深化科技体制改革加快创新驱动发展的决定》,将3D打印作为广尔省九大重大科技专项     

兰州化物所等发展出聚酰亚胺3D打印新方法及工艺装备

<正>3D打印技术(亦称增材制造)已发展成为融合材料设计、制造工艺、应用开发为一体的功能化制造技术。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用于航空、航天、微电子、纳米、液晶等领域。然而,对于聚酰亚胺开展复杂成形与数字加工极为困难,造成其应用对象受限。因此,发展高性能、适用于3D打印的聚酰亚胺墨水材料将具有广泛应用潜能。     

增材制造高性能聚合物及其应用研究进展

增材制造(AM),通俗称作3D打印,由于其"控形控性"的优点,已在航空航天、光电工程、微电子等领域受到广泛关注和迅速发展.在各领域的实际应用中,开发3D打印材料是直接决定其应用和发展的关键.因此,本文就目前高性能聚合物3D打印材料及先进智造技术进行综述,重点介绍聚合物3D打印技术、3D打印高性能聚合物材料及其相关应用,...     

金属3D打印技术在波导件上的应用

正1 3D打印产业化应用情况概述3D打印,即增材制造,是一种由产品三维模型数据直接驱动,基于离散—堆积原理,通过数字化逐层添加材料的方式来制备零件的一种新兴制造技术。近年来,随着3D打印技术的快速发展,3D打印技术已经由最初的非金属打印发展为非金属和金属3D打印,其中金属3D打印技术已经在航     

3D打印的材料之殇

<正>随着3D打印技术的不断进步和成熟,它在航空航天、生物医药、建筑等领域的应用逐步拓宽,其方便快捷、能够提高材料利用率等优势不断显现,与传统制造的结合也更加紧密,不断推动传统制造业的转型升级。目前,我国的3D打印技术在某些领域处于世界领先水平,但在产业化应用方面与国外的差距较大,除了产学研用相脱节等问题,上游原材料制约也是阻碍3D打印产业化发展的重要原因。一、3D打印材料的应用现状1.发达国家高度重视3D打印材料的研发应用金融危机使美国、欧盟等发达国家和地区强烈意识到了制造业空心     

3D打印聚合物纳米复合材料的研究进展

相对于传统制造方法如挤出成型、模压成型等,3D打印技术不仅能够快速成型结构复杂且精细的产品,而且还可以根据不同功能、性能需求选择不同材料进行快速制造.凭借这一优势,3D打印越来越受到人们的重视,越来越多的3D打印产品被应用到人们的生活、学习和工作中.在众多3D打印材料中,聚合物材料(如热固性和热塑性聚合物等)的占比大、应用广,大到房屋内饰、小到微/纳米电子设备都可以通过3D打印聚合物材料来实现.然而,相比于传统方法制造的聚合物材料,3D打印聚合物材料强度低、打印层之间界面结合差,所以目前3D打印聚合物材料主要用于模型和非结构材料.为提高3D打印聚合物材料的强度,纳米材料(如纤维素纳米晶)常被用作增强体与聚合物材料混合打印,以此制备高强、多功能的3D打印纳米复合材料.纤维素纳米晶来源广泛、价格低廉、可再生、强度高,是一种十分理想的天然纳米增强材料.因此,近年来纤维素纳米晶在3D打印聚合物纳米复合材料中的应用受到广泛关注.除研究纳米材料对3D打印聚合物材料性能的影响外,研究者们还从纳米材料改性和新型纳米材料的研发等方面不断进行尝试,在提高3D打印聚合物纳米复合材料强度的同时赋予其更多的功能性,并取得了丰硕的成果.此外,借助光固化3D打印和聚合物熔融沉积成型两项基本原理相近、成型机理不同的3D打印技术,研究者们从打印纳米复合材料的结构、性能及功能出发,分别研究不同打印技术实现材料"结构-性能-功能"的可能性和可行性,为3D打印聚合物纳米复合材料的拓展应用提供了可靠依据.本文在简述3D打印技术的基础上,重点阐述常用于热固性和热塑性聚合物3D打印技术的基本原理和特点;着重分析两项不同3D打印技术在聚合物纳米复合材料领域的应用情况,总结3D打印聚合物纳米复合材料的性能特征和应用范围,以期为3D打印纳米复合材料的广泛应用奠定基础.     

3D打印塑料材料技术现状和发展趋势

<正>3D打印技术是一种通过逐层增加堆积材料来生成三维实体的快速增材制造技术,不但克服了传统减材制造产生的损耗问题,而且使产品制造更智能化、精准化和高效。尤其是涉及到复杂形状的高端制造,3D打印技术显示出了巨大的优越性。随着高端制造业的发展,目前3D打印制造技术受到高度关注,与机器人技术、人工智能技术一起被称为推动第三次工业革命的关键技术。3D打印制造技术主要由3个关键要素组成:一是产品需要进行精     

生物3D打印技术的应用现状和发展趋势

<正>3D打印(又称"增材制造")已成为推动新一轮技术创新和产业变革的重要力量。生物医疗领域以其需求量大、个性化程度高、产品附加值高的特点,成为3D打印技术的重要应用领域。目前,生物3D打印技术已经被应用于术前规划、体外医疗器械、齿科、金属植入物等领域,未来将向可降解体内植入物和3D打印生物组织/器官等方向发展。一、生物3D打印内涵和发展现状1.生物3D打印内涵     

“3D打印材料及检测技术”专题报道征稿启事

正增材制造(3D打印)是一个新兴产业,具有诱人的发展前景和广阔的应用领域。近一两年来,增材制造(3D打印)技术以迅猛之势高速发展,其高速发展离不开高性能的3D打印材料。3D打印使用的材料不同于传统意义材料,需要与不同的成型设备和成型工艺相适应。国际上3D打印已     

建筑3D打印用胶凝材料及其相关性能研究进展

3D打印是一种基于数学模型利用机械设备增材制造的快速成型技术。近年来,3D打印在建筑行业得到快速发展。相对于传统成型工艺,建筑3D打印技术具有无需模板支撑、施工方便、设计自由度高等优点,因此受到了全世界研究人员和学者的广泛关注。当前,普通硅酸盐水泥、快硬早强型特种水泥、复合型普通水泥、碱激发胶凝材料及石膏基胶凝材料等五大类胶凝材料在3D打印中已得到了一定的应用,但仍然存在不少问题。例如,一方面,与传统泵送混凝土不同,3D打印混凝土需要较快的凝结时间和强度发展速率来满足层间结构的压力,而普通硅酸盐水泥长达45 min的初凝时间和不迟于360 min的终凝时间无法满足打印构件层间作用力快速增长的要求;另一方面,水泥基3D打印胶凝材料的构件层间抵抗弯矩、剪力的能力不足。碱激发胶凝材料应用于3D打印主要存在凝结时间难以调控、体积收缩率大、容易产生开裂等问题。而石膏基胶凝材料存在耐水性差等问题。因此,对3D打印胶凝材料的开发与调控仍是很长一段时间内3D打印建筑研究的重点之一。与此同时,3D打印技术在建筑行业应用的缺点也很突出:3D打印过程中无模板支撑,以逐层叠加的方式成型,一方面,无法直接添加钢...     

漫谈3D打印——机遇与挑战

2014年9月21日,"2014新材料国际发展趋势高层论坛——3D打印材料技术前沿论坛"在与会代表的密切关注下,在西安高新技术开发区都市之门二层学术报告厅隆重召开,现场异常火爆,会场内外座无虚席。笔者全程听取了10位报告人关于3D打印材料,3D打印技术的主要特征、进展以及在工业和生物医学领域应用前景等方面的报告。正如中国工程院卢秉恒院士的报告所说,3D打印技术正在改变世界。3D打印是一种颠覆性的制造技术,参照的是打印机技术原理,分层加工。传统制造技术是"减材制造技术",3D打印则是"增材制造技术",它具有制造成本低、生产周期短、能最大限度满足个性化需求等优势。利用3D打印技术为飞机、宇宙飞船和聚变项目制造的零部件要比常规部件更轻、更坚固、更廉价。因为增材制造技术几乎是"零浪费",并且相比焊接和熔合的方法,产品更坚固、更轻。因此,3D打印技术被誉为"第三次工业革命最具标志性的生产工具"。     

高分子3D打印材料和打印工艺

3D打印技术亦称为增材制造,是基于三维数学模型数据,通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术。3D打印技术与传统材料加工技术相比有许多突出的优势,吸引了国内外工业界、投资界、学术界、新闻媒体和社会公众的热切关注。目前制约3D打印技术发展的因素主要有两个:打印工艺和打印材料。高分子聚合物在3D打印材料中占据主要地位。介绍了当前3D打印常用的高分子材料(热塑性高分子和光敏树脂)和与之相适应的打印工艺(FDM、SLS、SLA、Polyjet等),并对它们的特性和优缺点进行了评述,讨论了这些3D打印材料和工艺的开发面临的问题和挑战。     

3D打印技术及其在医疗领域的应用

3D打印技术是一种快速兴起的新型数字化制造技术,因具有设计自由、大规模定制以及快速原型制造等优点,在医学、航天、汽车、食品等领域应用前景广阔.随着精准化、个性化医疗需求的增长,3D打印技术逐渐被应用到医疗领域,如植入物制造、诊断平台和药物输送系统等,并成为目前较为前沿的研究领域之一,其个性化定制的特点使得3D打印技术能够根据患者的病情制备相应的医疗产品以帮助患者康复.因此,本文概述了3D打印技术的发展,分类介绍了可用于3D打印的医用材料,以及3D打印技术在医疗领域的应用.但是3D打印的植入物是静态的,无生命的,不能随着内环境的变化进行适应性调整,4D打印可以制造出具有"活性"且结构更为复杂的、与天然组织结构非常相似的工程化组织结构,其继承了3D打印技术优点的同时,弥补了现有3D打印的一些缺陷,未来在医学领域会有更广阔的应用前景.