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。     

水泥基复合材料3D可打印性的量化、优化及标准化

水泥基复合材料的3 D可打印性与打印工艺的协调兼容是无模快速建造成型的关键.然而,3 D打印原材料和配合比多样,打印设备不同,成型工艺各异,且3D可打印性的量化与评估尚未形成统一标准,为该技术的工程应用和推广带来不便.本文分析了3D可打印性的影响因素,综述了混凝土3D可打印性的量化评价方法,总结分析了六种3D可打印性的...     

粉煤灰/磷渣微粉改性水泥基3D打印材料的制备与工作性研究

建筑3D打印技术相对于传统建造技术具有效率高、成本低、污染小、安全性高等优点,但建筑3D打印材料限制了3D打印技术在建筑行业的发展.近年来,水泥基建筑3D打印材料的研究正受到越来越多研究人员的关注和青睐,相对于传统水泥基材料其需要有短的凝结时间,适宜的流动度,良好的可挤出性以及良好的可堆积性能,这样才可打印出完整的打印体.本文设计了不同配合比的粉煤灰(FA)/磷渣微粉(PS)改性水泥基3D打印材料,并对FA/PS改性水泥基3D打印材料的凝结时间、流动度以及可堆积性等进行了研究.研究结果表明:除FA10-50外,FA改性的水泥基3D打印材料以及SAC掺量为胶凝材料总量的15％时的PS改性的水泥基3D打印材料能满足建筑3D打印对凝结时间的需求;FA10-40、FA10-50、FA15-W、FA15-30、FA15-40的流动度在200 mm及以内,具有适宜的流动度,能满足建筑3D打印对流动度的要求,而PS改性的水泥基3D打印材料的流动度均大于200 mm,难以满足建筑3D打印对流动度的要求;FA15-10 、FA1540、FA15-50以及PS15-30和PS15-40能打印至50层且变形较小,具有良好的可堆积性能.     

聚己内酯3D打印成型工艺研究及力学性能分析

以聚己内酯（PCL）为材料,采用实验方法,研究了成型温度和打印层高对PCL制品翘曲变形的影响。通过三维（3D）打印制备PCL样条,表征了3D打印PCL的力学性能,并与注射成型进行对比。结果表明,随着成型温度的升高和打印层高的增加,PCL制品的翘曲变形量呈现出先增加后减小的趋势;PCL 的3D打印制品的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率均高于传统注射成型工艺。     

茂名石化低收缩聚丙烯用于3D打印

<正>近日,石化盈科以茂名石化低收缩抗冲聚丙烯PPB-MN24作为3D打印材料,成功制作出目标产品,该产品在100℃热水中不变形。目前市场主流的3D打印材料聚乳酸(PLA)在65℃时就会软化变形,PPB-MN24相对而言有较大优势。据悉,PPB-MN24是国内厂家开发生产的首个同类型产品,材料的成型收缩率≤1%,具有低收缩、刚韧平衡性能良好等特     

茂名石化低收缩聚丙烯用于3D打印

<正>近日,石化盈科以茂名石化低收缩抗冲聚丙烯PPBMN24作为3D打印材料,成功制作出目标产品,该产品在100℃热水中不变形。目前市场主流的3D打印材料PLA(聚乳酸)在65℃时就会软化变形,PPB-MN24相对而言有较大优势。据悉,PPB-MN24是国内厂家开发生产的首个同类型产品,产品材料的成型收缩率≤1%,具有低收缩、刚韧平衡性能良好     

3D打印混凝土研究进展及其应用

近年来,3 D打印混凝土技术凭借着免模板、高自动化与智能化的优势,吸引了越来越多的关注,在建筑工程等领域出现了诸多的成功应用案例.但是,3 D打印工艺对混凝土的流变性能提出了更高的要求,而当前的混凝土相关标准与规范无法指导3 D打印混凝土的设计.同时,受打印工艺的影响,3 D打印混凝土的硬化性能和配筋技术也与传统混凝土...     

3D打印混凝土材料及性能测试研究进展

近年来,3 D打印技术越来越多地受到人们的关注,其在建筑领域的研究与应用正成为世界范围内的热点研究课题之一.在对建筑3D打印材料工作性能及力学性能等方面应包含的相关评价指标内容进行论述的基础上,重点介绍了3D打印混凝土材料在流动性、可挤出性、可建造性、凝结时间及力学强度等性能指标的调整方式及其测试方法方面的国内外研究进展.最后阐述了目前建筑3D打印所存在的主要问题,为未来3D打印建筑技术的研究与发展提供参考.     

高强石膏3D打印浆体材料的制备与性能研究

使用预先混合的高强石膏浆体材料进行3D打印的工艺具有制品强度高、打印周期短等优点,但仍存在石膏初凝时间过短、浆体可堆叠性不足等问题。在此基础上研究了植物蛋白类缓凝剂和多聚磷酸盐缓凝剂对材料抗压强度、流动性和可打印时间的影响,并研究了增塑剂羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对浆体流变性能和3D打印构件体积稳定性的影响。结果表明,两种缓凝剂对石膏水化的延缓机理不同,植物蛋白类缓凝剂可以延长流动度的稳定时期,多聚磷酸盐缓凝剂则不能很好地增加可打印时间,浆体在初凝前8~12 min就已失去流动性。HPMC的加入可显著提升浆体材料的表观粘度和屈服应力并消除缓凝剂造成的泌水现象,但对塑性粘度增幅不大,且会降低材料的抗压强度。高HPMC掺量下的高强石膏3D打印构件的体积稳定性较好,在0.020%(质量分数)植物蛋白类缓凝剂和0.60%(质量分数)HPMC掺量下3D打印构件的体积变形率为0.09。     

3D打印混凝土性能要求及相关外加剂研究进展

3D打印混凝土特殊的施工工艺对混凝土材料提出了新的要求.从混凝土外加剂出发,合理选择外加剂的种类及用量可以有效调节3D打印混凝土的流变性、凝结特性、强度及耐久性,保证3D打印混凝土的可建造性及使用性.本文以3D打印混凝土的性能要求为基础,分析可以改善3D打印混凝土相关性能潜在外加剂的作用机理及使用情况,为3D打印混凝土...     

喷射3D打印磷酸镁水泥与混凝土界面粘结性能研究

本文结合喷射3D打印全角度智能建造与磷酸镁水泥(MPC)快硬早强、高粘结性能,研究喷射3D打印MPC与混凝土界面粘结性能。通过掺加偏高岭土(MK)和粉煤灰(FA)调控MPC凝结时间、流变和力学性能,研发可喷射3D打印MPC,分析喷射3D打印MPC与混凝土界面粘结强度和微观结构变化规律。结果表明:MK通过降低MPC水化放热速率可明显提高MPC凝结时间,FA可缩短MPC初凝与终凝时间差,进而提高喷射3D打印MPC稳定性;MPC抗折强度随MK掺量先增大后降低,FA可进一步提高MPC抗折强度;随MK掺量增加,MPC静态屈服应力逐渐提高,FA对MPC屈服应力作用不明显,但可显著降低MPC塑性粘度,当掺加30%MK和15%FA时,可保证MPC良好可喷射3D打印建造性和泵送性;喷射3D打印通过高速喷射挤压作用,提高MPC与混凝土界面以及MPC层间粘结强度,使喷射3D打印MPC层间及其与混凝土微观界面粘结密实。     

3D打印混凝土材料可打印性的影响因素与测试方法

混凝土3D打印作为近年来发展出的高新技术,受到了广泛的关注,并取得了许多研究成果,但目前对材料特性的测试方法没有形成统一的认识.本文从流动性、凝结时间、流变特性、可挤出性和可建造性五个方面综述了3D打印混凝土的研究进展.流动度试验可以用来快速筛选出不适合打印的材料.从长远来看,凝结时间短的材料更有潜力.流变特性可以定量...     

面向DLP-3D打印的边缘灰度化拼接方案设计

针对传统数字光处理(DLP)-3D打印成品模型大小受到投影尺寸限制的问题,设计了一种基于拼接的掩模固化DLP-3D打印方案,对打印过程中拼接模型出现断裂的情况进行深入研究,根据材料的光化性质提出了一种边缘灰度化拼接策略,该方案将原始模型划分为多个子区域,设置重叠区域的灰度值与打印时间控制打印深度。通过实验测试了运用该方法的成型质量并进行实际模型打印,结果表明经过边缘灰度化策略的模型拼接质量明显提高。     

连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印工艺及性能研究

针对连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料3D打印成型工艺的技术难题,本文提出了浸渍-原位预固化-后固化的3D打印成型方案,实现了连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印成型,并研究浸渍温度对酚醛树脂接触角与表面张力,以及打印工艺对样件形貌和力学性能的影响规律。结果表明:当浸渍温度为40 ℃,预固化温度为180 ℃时,纤维-树脂界面结合效果最佳,原料具备成型条件;当打印间距为0.5 mm时,样件的弯曲强度及模量达到最大值,分别为660.00 MPa和57.99 GPa,层间剪切强度达到20.14 MPa。此连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料一体化制备工艺解决了3D打印热固性树脂原位成型难的问题,为制备具有复杂结构的连续纤维增强热固性树脂复合材料提供了参考。     

一种新型3D打印成型-脱脂-烧结工艺

基于316L不锈钢粉末与高分子材料配方,首先利用开炼机对配方材料进行充分混炼,粉碎、干燥后,制备出大小相对均匀的物料混合物颗粒。然后利用自主研制的粉体喂料3D打印机,对金属坯体进行3D打印,随后采用溶剂脱脂法对金属胚体进行脱脂,最后对其进行烧结实验,研究在不同烧结工艺条件下所得试样的物理机械性能,由此分析确定最佳的烧结工艺。结果表明,随烧结温度升高,烧结制品的致密化程度逐步增加,各项物理机械性能也逐步提高,在1370℃烧结工艺条件下,所得金属制品各项物理机械性能最佳,且和传统粉末冶金制品相接近,其烧结密度达7.43 g/cm3,抗拉强度达501.2 MPa,冲击位移达4.54 mm,延伸率达27.1%,抗弯曲力达16.54 KN ,硬度达80.74 HRB。同时,通过微观对比、机理分析及实验验证,印证了1370℃为最佳的烧结工艺,烧结制品具有成分均匀、组织细小和性能稳定等优点。     

GFRP筋混凝土板正截面抗弯承载力研究

为了研究GFRP筋混凝土板的正截面抗弯承载力,基于平截面假定、内力平衡条件以及变形协调条件,对GFRP筋混凝土板在适筋及适量超筋两种配筋设计情形下的正截面抗弯承载力计算公式进行了推导,通过8组具有不同配筋率与混凝土强度等级的GFRP筋混凝土板抗弯承载力试验,对推导的计算公式进行了验证,同时研究了构件抗弯承载力与配筋率、混凝土强度等级之间的变化关系。结果表明:试验得到的极限承载力与公式计算的理论承载力数据吻合较好,可以较准确地反映GFRP筋混凝土板抗弯承载力的计算过程;适量超筋设计构件破坏形式表现为以受压区混凝土被压碎为标志的塑性破坏,这种设计方式更有利于提高GFRP筋混凝土板的安全性能;同时为了保证混凝土板达到极限承载力时受拉区GFRP筋不被拉断,建议设计配筋率取1.4倍的平衡配筋率;随着GFRP筋混凝土板配筋率的增加,构件承载力系数逐渐增大,安全储备也逐渐提高;GFRP筋混凝土板的抗弯承载力随着配筋率与混凝土强度的增加而逐渐增大。     

混凝土3D打印材料及3D打印模板技术应用进展

混凝土3D打印是现代数字化制造的典型代表,因其智能化、个性化、绿色建造的工艺优势受到广泛关注。作为一种新型建造方式,3D打印为建筑业带来了颠覆性的影响,并对传统混凝土材料提出了全新的挑战。如何提升混凝土材料与3D打印技术的适应性,实现3D打印技术在建筑中的广泛应用是人们普遍关注的焦点。本文概述了混凝土3D打印技术的发展历程,系统论述了混凝土3D打印材料在流变性、可挤出性、可建造性以及力学性能方面的研究现状,同时,介绍了3D打印模板技术在装饰及异型构筑物上的典型应用,以期为混凝土3D打印的研究与未来工程发展提供一定的参考与借鉴。     

UHPC装配式电缆沟设计及抗力性能研究

本文设计出一种新型的超高性能混凝土(UHPC)装配式电缆沟,并对其承载力和适用性进行了研究。首先对侧板的抗弯性能进行了试验研究,并将试验结果与现行三种规范的计算结果进行对比分析,结果表明基于《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38—2004)求得的承载力、刚度及裂缝宽度的计算值与试验值均较为接近,此规范可作为UHPC装配式电缆沟构件设计的依据。进一步研究了底板与侧板连接方式的可靠性,通过对现浇、接头设在底板采用螺栓约束、杯口节点三种连接方式构件进行试验研究,发现杯口节点试件受力后侧板变形明显,承载力仅为6.7 kN;底板螺栓连接与现浇节点试件相比,破坏截面相同,刚度略低,极限承载力相近,约为杯口节点试件的 2倍,能保证UHPC装配式电缆沟的整体抗力性能。