新型塑料材料在3D打印领域的应用研究

3D打印塑料材料影响打印效果,本研究基于3D打印技术的基本原理、3D打印技术的分类,对3D打印技术中的塑料材料的性能要求进行归纳。按照新型工程塑料、新型高分子塑料、新型生物塑料三大类别综述塑料材料在3D打印技术的应用和研究成果。指出当前研究存在的不足以及未来的重点、热点方向,为开发新型3D打印塑料材料提供思路。     

3D打印用高分子材料及打印成型工艺参数优化研究进展

综述了近年来应用在3D打印成型技术中的高分子材料。其中,通用塑料包括综合性能优异的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、可生物降解的聚乳酸和聚己内酯;典型工程塑料和特种工程塑料主要包括聚碳酸酯和聚醚醚酮;热固性塑料主要有光敏树脂。不同的高分子材料性能不同,所采用的3D打印技术也各不相同,最终制备的3D打印制件应用领域也各不相同。除了对制件母材进行筛选外,3D打印工艺参数也会对制件质量产生显著的影响,而计算机辅助技术在这一方面的应用较为广泛。     

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。     

3D打印用高分子材料的研究进展

综述了通用塑料、工程塑料、生物塑料和光敏树脂等3D打印用材料的研究进展,分析了3D打印高分子材料面临的发展问题,提出了相应的对策。     

3D打印高分子材料研究进展

简单介绍了不同3D打印技术的原理,并对不同打印技术所用的高分子材料进行了介绍。其中,聚乳酸和聚己内酯的加工性能、生物相容性和可降解性能较好,通过共混改性可以提高其力学性能,可应用于熔融沉积打印;聚碳酸酯和丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料的力学性能和加工性能良好,均能用于熔融沉积打印;聚醚醚酮的加工性能较差,但力学性能和尺寸稳定性较好,可应用选择性激光烧结打印技术,也可以应用高温下的熔融沉积技术;光敏树脂利用光引发剂引发固化,通过改性可提高其力学性能,从而应用于立体光固化技术;高分子粉末烧结温度低,力学性能和尺寸稳定性好,多用于选择性激光烧结技术。     

3D打印光敏树脂材料的研究进展

目前，3D打印已应用于各行业中，打印材料的选择成为制约3D打印技术进一步发展的关键因素。光固化3D打印技术由于打印速度快、成品精度高、对环境无污染等优点被广泛应用，而光敏树脂作为光固化3D打印的主要材料对打印系统的性能起关键作用。本文简单介绍了3D打印光敏树脂的成分，对3D打印光敏树脂的3种类型进行了说明，并对3D打印光敏树脂复合/改性材料的研究进行了阐述。展望指出研究出性能好的3D打印光敏树脂复合/改性材料是3D打印技术不断满足各行各业多元化发展需求的重点课题。     

聚合物3D打印工艺及打印材料的研究进展

综述了3D打印工艺的工作原理、特点和发展情况，以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乳酸、聚酰胺、热塑性聚氨酯弹性体、聚醚醚酮等常用3D打印聚合物及其复合材料的的性能、研发情况和发展趋势，最后介绍了聚合物3D打印在各领域的应用情况。目前，聚合物3D打印工艺正在向低打印成本、低能耗、大尺寸、高打印速率方向发展，同时为了改善打印材料的加工性能，现已对各类聚合物进行了大量改性研究，主要包括将不同种类的聚合物共混或向聚合物基体中添加功能填料。     

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。     

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。     

“十三五”时期我国化工新材料产业发展重点

概述了我国化工新材料包括:工程塑料、高性能合成橡胶、高性能纤维、功能性膜材料、电子化学品、生物降解塑料、3D打印高分子材料等的发展现状,提出了发展重点和建议。     

2010年我国热固性工程塑料进展

根据2010年国内公开发表的文献,综述了我国热固性树脂及塑料的开发研究状况。2010年我国热固性工程塑料的研究开发重点是大品种树脂的高性能化改性和新型结构热固性树脂的开发。利用纳米粒子、液晶聚合物等对传统热固性工程塑料的改性取得了较多的成果,对互穿网络聚合物、梯度材料、特种功能材料的研究也有逐渐增多的趋势。     

海外传真

正美国新研究:成功实现采用"陶瓷材料"进行3D打印技术美国HRL实验室的研究人员近期宣布,成功实现了采用陶瓷材料进行3D打印。尽管3D打印可以制造出各种各样形状的物体,但此前3D打印的材料非常有限。这类材料主要是聚合物塑料,还有少数的金属和玻璃。以往,在研究使用陶瓷材料进行3D打印时,材料通常需要加热。但这样的工艺会造成材料中微小的缺陷,导致成品出现裂缝。     

木质素基3D打印材料研究进展

综述了近年来木质素生物质在3D打印材料方面应用的研究进展。木质素作为由多种苯基丙烷单元通过不同的键链接构成的高分子聚合物,丰富的羟基、羰基和醚基等使其可以作为可再生生物基材料应用于3D打印领域。包括可降解塑料复合医学材料、木质素基水凝胶、木质素基3D打印热塑性材料等。重点介绍了不同提取方法得到的木质素的结构特征及与各种材料复合应用于各种3D打印技术方法,详细分析了木质素在3D打印材料应用中的优缺点,并为解决其局限性提出漆酶等对木质素结构进行修饰的思路。最后,对木质素在3D打印领域的应用前景提出了展望。     

热塑性聚氨酯(TPU)3D打印研究进展

热塑性聚氨酯(TPU)具有高弹性和生物相容性,在工业和医疗领域中均得到了广泛应用,3D打印技术进一步拓展了TPU材料在医疗领域的应用。但是,热塑性聚氨酯的部分性能特点不利于3D打印成型,在一定程度上限制了其在3D打印中的应用,因此,需要对TPU材料进行改性。从3D打印工艺、工艺参数、专用材料、掺杂改性及先进应用领域研究5个方面,综述了TPU材料3D打印的国内外研究进展。介绍了FDM和SLS 2种可用于TPU材料3D打印的工艺方法,并且对国内外TPU打印材料力学性能与掺杂改性的研究现状进行了总结。同时,分析了TPU材料3D打印在鞋类加工和医学研究领域的应用发展,并且对3D打印TPU在医疗领域的应用前景进行了展望。     

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。     

聚苯硫醚共混改性研究进展

概述了聚苯硫醚(PPS)与弹性体、通用塑料、工程塑料、特种工程塑料和其他聚合物的共混改性研究,并展望了PPS合金的发展前景。     

会员之窗

正重庆科聚孚工程塑料有限责任公司重庆科聚孚工程塑料有限责任公司隶属于中央企业中国煤炭科工集团下属煤炭科学研究总院重庆研究院,位于重庆西永微电园,占地38501 m2,建筑面积31248 m2。公司建有改性塑料车间、注塑车间、安全管道车间、高分子材料性能实验室。拥有年产改性工程塑料     

含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的研究进展

含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂是一类新型的高性能工程塑料,具备优于传统聚合物树脂的综合性能,如优异的力学性能、热学性能、热稳定性、溶剂溶解性等,而且,与其他高性能聚合物相比,此类塑料还具备更优的耐高温和可溶解性能,加工方式多样,性价比高,是制备高性能树脂基复合材料的理想基材,应用前景广阔。综述了含二氮杂萘酮结构聚芳醚类树脂的分子结构设计、合成、性能、改性及其在分离膜材料、电池隔膜材料、电绝缘材料、吸波材料、微孔材料、纳米纤维、医学领域的开发和应用,并对发展前景进行了展望。     

适用于3D打印技术的ABS/SEBS复合材料制备

采用热塑性弹性体苯乙烯–乙烯–丁烯–苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)对丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)进行改性,制备3D打印ABS/SEBS复合材料,研究了SEBS的用量对3D打印ABS/SEBS复合材料流动性能、力学性能与热降解行为的影响。结果表明,随SEBS用量的增加,ABS/SEBS复合材料的熔体流动速率先增加后降低;随SEBS用量增加,ABS/SEBS复合材料的冲击强度增加,SEBS能提高ABS/SEBS复合材料的断裂伸长率,但同时也使拉伸强度和弯曲强度降低;随SEBS用量的增加,ABS/SEBS复合材料的热稳定性增加;当SEBS质量分数为15%时,ABS/SEBS复合材料在3D打印中的综合性能最好。     

3D打印塑料材料在汽车配件设计中的应用

近年来,汽车产业出现了"以塑代钢"的轻量化趋势,随着3D打印技术的不断发展,3D打印塑料材料在汽车配件设计中应用广泛,能够有效地节省汽车研发周期,削减成本。概述了3D打印塑料材料的现状,包括其种类、形态及改进技术,及其对于汽车配件设计的影响;介绍了3D打印塑料材料在汽车配件设计中的应用,并对其在汽车配件设计中的未来发展趋势进行了探讨。