3D打印植物纤维素研究进展

总结分析了近年来植物纤维素及其衍生物在3D打印中的研究成果,其中涉及纤维素及其醚类衍生物、微晶纤维素、纳米纤维素等。重点介绍了纤维素基原料在3D打印过程中的作用与功能,以及相关3D打印产品的性能。此外,还就该领域未来的工作提出展望,强调后续研究中应当重视的关键问题与发展机遇。     

聚乳酸/聚乙二醇复合材料的线材制备及其3D打印成型

成功制备了聚乳酸/聚乙二醇(PLA/PEG)复合材料的线材及3D打印样条,研究了该复合材料的力学性能和热性能,并探讨了其在生物医用方面的应用前景。结果表明:PEG的添加改善了PLA线材和3D打印样条的力学性能,降低了PLA的玻璃化转变温度和冷结晶温度;同时,SEM表征显示,生物医用的3D打印实体具有较高的打印精度。PLA/PEG复合材料3D打印的成功能够进一步推动其在生物医学领域的应用。     

德国公司推出碳纤维3D打印线材

<正>总部位于慕尼黑的German RepRap公司以其高品质的3D打印机及3D打印线材而知名。随着行业的不断增长,以及他们的客户群需求变得更加具体,他们不断地增加其3D打印机和材料的阵容。2015年7月20日,该公司宣布又推出一款新的3D打印线材Carbon20。German RepRap公司介绍称,这是一款可以用于3D打印功能性部件的线材。Carbon20线材中含有20%的碳纤维,这     

光固化3D打印制备莫来石纤维基多孔陶瓷

传统的成型技术已经无法满足各行业对高精度、复杂结构莫来石纤维基多孔陶瓷的需求，光固化3D打印技术可以直接制得近净尺寸的陶瓷材料，是制备复杂结构陶瓷的理想技术。以莫来石纤维(基体)和纳米SiO₂粉(高温黏结剂)为主要原料，采用光固化3D打印技术成功制备了莫来石纤维基多孔陶瓷。研究了纳米SiO₂粉加入量(加入质量分数分别为0、20%、27%、33%和38%)对纤维浆料的分散稳定性、流变特性和光敏性能的影响，以及对莫来石纤维基多孔陶瓷的显微结构和物理性能的影响。结果表明：SiO₂粉使纤维浆料的黏度显著提升，这有助于缓解纤维的沉降、团聚，获得均匀的打印浆料；但过量的SiO₂粉将导致浆料黏度过大，不利于3D打印过程顺利进行。当SiO₂粉加入量为33%(w)时，纤维浆料的性能最适合3D打印，其在1 h内的沉降率小于9.7%,黏度为3.95 Pa·s(剪切速率为30 s^-1);采用上述浆料打印的莫来石纤维基多孔陶瓷表现出最佳的物理性能(体积密度为0.56 g·cm     

PBAT基3D打印材料制备及其在上肢固定器中应用

以聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)为基材,添加扩链剂2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双二五)、碳酸钙和淀粉等,通过转矩流变仪熔融共混制备了改性PBAT材料,研究了双二五用量对材料加工性能和力学性能的影响。结果表明,当双二五质量分数不低于0.5%时,转矩随时间增加呈现先增大后减小、然后又增大的变化趋势;随着双二五用量增加,材料在480 s时的扭矩明显增加。材料的最佳配方(质量分数)为PBAT 58.5%,碳酸钙20%,玉米淀粉20%,乙烯-乙酸乙烯酯蜡1%,双二五0.5%,其拉伸强度为9.5 MPa、断裂伸长率为336.4%、撕裂强度为45.8 N/mm。在最佳配方下,通过双螺杆挤出机熔融共混制备了PBAT基3D打印材料,然后采用单螺杆3D线材挤出机制备了3D打印线材,在打印温度为180℃、打印速度为5 mm/s的条件下进行熔融沉积3D打印,制备出椭圆孔洞完整、外观和内表面光滑的上肢固定器,在骨折固定和康复治疗领域具有良好的应用前景。     

纤维增强树脂复合材料3D打印流场分析与仿真

以纤维增强树脂基复合材料为研究对象,该材料由碳纤维和聚乳酸高分子材料复合而成。利用ANSYS CFX软件模块,对复合材料的流体状态和压力场进行了数值仿真,探究了以熔融沉积(FDM) 3D打印工艺制备纤维增强复合材料的流动特性和打印机理。首先,结合纤维增强复合材料的流动和受力规律,建立了打印流道及复合材料的三维模型;其次,描述了用于数值仿真复合材料的参数,得到了纤维增强树脂复合材料熔融成型时内部流场状态和界面压力分布,并进行了分析讨论;最后,通过实验验证了3D打印用于纤维增强树脂复合材料成型制造的可行性。研究结果为纤维增强树脂基复合材料的3D打印应用提供了必要的仿真与实验基础。     

中国鑫达成功研发PLA/TPU共混线材 3D打印领域再进一步

正中国鑫达日前宣布其成功研发出一种新型3D打印聚乳酸/热塑性聚氨酯(PLA/TPU)共混线材,此线材产品具有韧性佳、强度好、耐磨、防水防油和抗老化等优良性能,据称是目前国内3D打印材料市场上的突破性产品。中国鑫达自主研发的PLA/TPU线材可被运用在3D打印鞋品制造上,能提高鞋品的舒适度和耐磨性,同时     

连续纤维增强PEEK增材制造力学性能与成型质量优化

针对连续纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料增材制造中的界面结合差、制件精度不高等技术瓶颈,基于多热力场耦合作用下的连续纤维增材制造成型工艺,实现了典型样件的3D打印制备.基于正交实验设计,并通过微观形貌表征和力学性能测试,探究了喷头温度、打印速度和分层厚度对打印制件的表面粗糙度和弯曲性能的影响规律,获得连续纤维增强P...     

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。     

3D打印碱基纤维素凝胶材料

在低温条件下使用环氧氯丙烷为交联剂,将纤维素溶解于氢氧化钠/硫脲/尿素/水碱基体系并制备了纤维素凝胶,探究了搅拌速度、试验温度和纤维素质量分数等因素对纤维素凝胶的制备及其黏度的影响。结果表明,质量分数为4.5%的纤维素以1 500 r/min的搅拌速率在–10℃条件下制备的纤维素凝胶最佳,该纤维素凝胶具有特殊的亲水性聚合物的三维网络结构,并具有抗菌性可作为药物的载体,在生物医学等诸多领域有着广阔的发展空间。使用移动激光扫描纤维素凝胶,可诱导其固化实现纤维素凝胶材料的3D打印。将纤维素凝胶材料与3D打印技术结合,具有材料来源广泛、成本低廉和可快速成型制造等优势,在未来诸多领域发展中将发挥重大作用。     

空天领域用3D打印纤维复合材料研究进展

3D打印技术是一种将材料、电气、机械、数控和计算机技术集成到一起的新型成型技术,具有材料利用率高、成本低、工艺简单易行等特点;纤维复合材料,是一种具有高比强度、比模量、可设计性强的材料。而3D打印纤维复合材料的制备,是3D打印制造领域与玻璃钢材料制备的交叉研究方向。本文介绍了3D打印工艺在纤维复合材料领域的优势、成型方法,阐述了3D打印在该领域的研究意义、技术难点,对国内外先进机构在航空航天领域的最新研究进展进行了综述分析,最后对该研究的未来发展方向进行了展望。     

激光固化纤维素凝胶的3D打印研究

纤维素凝胶是亲水性聚合物的三维网络结构,具有强大的吸收和保持水的能力,从化学交联的角度介绍了制备纤维素凝胶的方法和形成机理,并提出了使用激光诱导固化纤维素凝胶实现纤维素材料3D打印的方法,完成了激光作用下的纤维素凝胶固化成型的实验。结果表明纤维素凝胶可以应用到3D打印领域,并对纤维素材料结合3D打印技术在未来发展中面临的挑战进行了总结和展望。     

熔融沉积成型与注塑成型聚乳酸产品力学性能对比

通过挤出成型制备聚乳酸(PLA)线材,采用熔融沉积方法制备标准拉伸试样,对比熔融沉积成型(FDM)与注塑成型对PLA产品力学性能的影响。研究结果表明:PLA打印产品的拉伸强度较注塑成型下降了31.9%,然而其断裂伸长率相对提升了186%;3D打印产品结构对产品力学性能有一定影响,沉积丝的拉伸应变主要是由产品内部结构的弯曲变形引起的;打印线材的形状对拉伸形变和弯曲形变几乎没影响。     

收购Innofil3D巴斯夫进一步丰富3D打印产品组合

<正>日前,巴斯夫新业有限公司收购了总部位于荷兰埃曼的线材生产商Innofil3D的全部股权。巴斯夫新业有限公司董事总经理Volker Hammes表示:"通过本次收购,巴斯夫进一步完善了价值链的布局。如今我们不仅能够提供用于3D打印的塑料颗粒,还可深入到下一加工层面:线材。"Innofil3D是业内领先的高价值定制线材(细长的塑料纤维)生产商,产品主要用于熔丝制造;这种特殊的3D打印工艺可利用塑料熔体逐层制造各种物品。被打     

西班牙公司推出两款新型3D打印尼龙线材

<正>由于拥有超高的强度和耐磨性,尼龙3D打印线材自进入市场以来就成为了用户的宠儿。而正因为如此,许多厂商也一直在对这种线材进行着积极的研发。近日,西班牙的3D打印线材厂商My Mat Solutions推出了两款新型尼龙3D打印线材—Ultra Nylon和Soft Nylon。     

3D打印用玄武岩纤维/聚乳酸复合线材力学性能的研究

以玄武岩纤维（BF）、聚乳酸（PLA）为主要原料,再与成核剂TMC–210、硅烷偶联剂KH–550、环氧扩链剂KL–E4370B和填料纳米碳酸钙通过熔融共混制备3D打印玄武岩纤维/聚乳酸复合线材。讨论了纤维含量、成核剂用量、硅烷偶联剂用量、环氧扩链剂用量、纳米碳酸钙用量对复合线材力学性能的影响。结果表明：w(BF)以20%～30%为宜;TMC–210对于复合线材强度增强效果不明显;w(KH–550)为7.5%、w(KL–E4370B)为4%、w（纳米碳酸钙）为7.5%时,复合线材力学性能最佳。     

纳米纤维素基材料在电子器件领域的应用研究进展

纤维素纤维是世界上储量最多的可再生聚合物,在日常生活中被广泛应用。降低纤维直径到纳米尺寸,纤维素可表现出优异的力学性能、光学性能与纳米尺寸效应,使其在能源电子器件等领域具有重要应用前景。本文综述了纳米纤维素的基本性能以及纳米纤维素基导电材料的制备,最终从性能―应用的角度重点阐述了纳米纤维素基材料在能源电子器件领域的研究应用进展。     

体育器材专用尼龙6复合材料的3D打印丝材制备与表征

为增强尼龙6在体育器材器件3D打印应用中的适用性,本次研究采用滑石粉对尼龙6实施改性处理,制备出可直接用于3D打印的滑石粉改性PA6复合丝材。通过微观形貌观测的方式来确定滑石粉的合理添加量,并对滑石粉合理添加量下改性PA6复合丝材的力学性能进行测试。经实验研究发现,本次研究所制备的尼龙6复合3D打印丝材相比于单纯尼龙6和市售e-PA6丝材来说,整体力学性能得到显著提升,在体育器材设备轻质化方面具有一定的应用价值。     

石墨烯/聚乳酸3D打印复合线材制备及性能研究

采用熔融挤出成型工艺制备了石墨烯/聚乳酸复合线材,研究了模口温度、螺杆转速等工艺参数对复合线材导电性能的影响;研究了不同石墨烯含量对复合线材综合性能的影响;最后进行了石墨烯/聚乳酸复合线材3D打印实验。研究结果表明:只有当模口温度高于195℃时,才能获得表面光滑无气孔缺陷的线材;复合线材电导率随着模口温度和螺杆转速的增加,先增大后减小,合适的模口温度为200～210℃,螺杆转速为13～17 r/min。石墨烯/聚乳酸复合线材拉伸强度和断裂伸长率随着石墨烯含量增加而增大,当石墨烯质量分数为9%时,电导率最高,达到2.7×10~(-2) S/cm。在FDM打印实验中发现:添加石墨烯5%时,其抗弯强度提高了57.1%。与石墨烯/PLA复合线材相比,打印试样的电导率有所提高。     

科莱恩正式推出3D打印业务

正特种化学品的全球领导者科莱恩近日宣布推出全新3D打印业务,以满足快速变化的3D打印市场对高品质及定制3D打印线材的需求。科莱恩在使用颜料、添加剂和色母粒为广泛终端市场应用定制聚合物方面具备多年的专业经验。科莱恩3D打印新业务充分利用了这方面的经验,提供了高品质的3D打印线材及定制解决方案。科莱恩3D打印业务对其所有材料进行打印测试,以确保材料的可打印