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。     

UV-3D打印材料研究进展

UV-3D打印作为增材技术新的发展方向,具有设计自由,节约材料以及快速成型等优点,被广泛研究.本文通过分析立体光刻技术(SLA),数字光处理技术(DLP)和UV直写技术等,并研究了UV技术在3D打印领域的应用与发展.然后分析UV-3D打印常用的一些材料,包括环氧树脂和丙烯酸树脂以及其发展现状.最后通过介绍UV技术在3D...     

光固化3D打印聚合物材料的研究进展

作为新兴的快速成形技术,3D打印以其独特的制造优势,受到了生物医学、 航空航天、 智能器件等诸多领域的关注和青睐.3D打印是基于材料逐层堆积的原理,以计算机设计的三维模型为蓝本,采用加热熔融、 激光烧结或光照固化等方式,将材料逐层堆积,形成所需的实体零件.3D打印无需模具和繁琐的加工流程,可以按需设计和制备传统加工方式...     

人体植入医用材料的3D打印技术研究进展

3D打印技术是一种与传统制备方式完全不同的新兴技术,是基于三维数学模型,通过逐层增加材料来实现成型的技术。3D打印技术在个性化设计以及复杂结构产品制备方面具有独特的优势,在人体植入物的结构设计和制造领域具有巨大潜力和研究价值,吸引了国内外工业界、医学界和社会媒体的广泛关注。目前制约该技术发展的主要因素是可打印材料种类有限。综述了几种人体植入医用材料及其3D打印成型技术,如骨支架、心脏血管支架以及药物定向运输材料的3D打印制备技术,并分析了以上技术各自的特点。最后结合各种3D打印成型技术的特点以及几个应用案例,对3D打印在人体植入物医学领域的发展进行了展望。     

生物医用材料的3D打印技术与发展

近年来,由于3D打印技术的迅猛发展,有关3D打印技术的应用受到科学界广泛关注,特别是生物医学领域。3D打印材料的瓶颈制约着3D打印技术的发展,特别是用于生物医学领域的打印材料,只有非常局限的几种,但是研究可打印生物医用材料意义重大,经济效益显著。简述了3D打印技术在生物医学工程上的应用。重点综述了用于3D打印的生物医用材料,主要涉及金属、陶瓷、高聚物、复合材料以及生物墨水等,并且阐述了3D打印材料的发展前景。     

硫酸钙（石膏）在3D打印材料中的应用综述

文章主要对硫酸钙（石膏）、ABS树脂和光敏树脂这三种常见的3D打印材料的优劣势进行了对比分析,也单独例举了硫酸钙（石膏）在3D打印材料中的应用现状。由于硫酸钙（石膏）有性价比高、安全环保、无毒无害等诸多优势,专家推荐3D打印技术还不是非常成熟的时期尽量选择石膏作为3D打印材料。     

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。     

含能材料3D打印系统及控制技术研究

针对含能材料液体3D打印的特点,搭建含能材料增材制造系统,设计了可根据需要变换喷出直径的喷头,并采用新型的气压方式控制含能材料的挤出速度,使气压大小与喷头直径相配合.该方法能有效保证含能材料打印的安全性.针对打印线不容易测量问题,提出基于视觉图像处理的打印线宽度测量方法,并在此基础上进行了乳化炸药类似物的打印试验,打印的模型各层黏结良好且基本符合形状要求,该系统用于液体增材制造可行.     

水溶性聚乙烯醇的加工与应用

本文介绍日本产水溶性聚乙烯醇CP系列的加工与应用     

高分子材料3D打印技术的研究进展

高分子材料3D打印技术已在医疗、航空航天、工业制造等领域崭露头角并创造了巨大的经济价值和社会效益.通过综述大量的文献,主要介绍了几种常见高分子3D打印技术的工作原理、优缺点以及应用状况,最后展望了未来高分子材料3D打印技术的发展趋势.     

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...     

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     

吸热墨水喷射3D打印高分子材料的研究现状与发展趋势

吸热墨水喷射3D打印技术可高效率成形复杂高性能塑料零件,对推动3D打印技术批量化应用具有积极意义。文中以惠普公司的多射流熔融技术和维捷公司的高速烧结技术为主综述了吸热墨水喷射3D打印的技术原理、发展历程和应用领域,总结了材料与工艺因素对其成形质量的影响,概述了吸热墨水喷射3D打印材料体系及相应3D打印研究的进展。通过分析该技术目前面临的主要问题,对其未来重点研究方向进行了展望。     

3D打印TPU材料的力学性能及模型参数研究

为了解决柔顺机构在优化设计过程中试验及性能验证困难的问题,采用3D打印技术对热塑性聚氨酯（thermoplastic polyurethane,TPU）材料的力学性能进行了试验研究。分析了材料硬度和打印填充率对TPU材料力学性能的影响,获得了TPU材料较佳的3D打印参数。进行单因素和两因素试验并结合方差分析,确定了显著影响TPU试样柔性的主次因素分别为TPU材料硬度和打印填充率。结合TPU材料的力学性能试验数据,得到了Mooney-Rivlin、Yeoh、Ogden、Valanis-Landel等4种常用超弹性材料本构模型的材料参数与材料硬度、打印填充率之间的映射关系。研究表明：随着TPU材料硬度和打印填充率增大,试样的柔性减弱;在4种超弹性模型中,Ogden模型对于不同打印参数下的TPU试样都具有较好的力学性能预测效果;4种模型在相同TPU硬度、不同打印填充率下的预测效果没有明显差别。研究结果可以为TPU材料的3D打印和有限元仿真分析提供参考,为柔顺机构在设计过程中的试验、性能验证及样件制作提供可靠的技术支撑。     

金属3D打印技术及其专用粉末特征与应用

3D打印技术提供了一种先进的制造方法,实现了从3D计算机模型出发直接制造复杂形状的工件。其中,金属3D打印技术在生物医疗、航空航天、自动化、汽车零部件、军工等领域的有效应用得到了印证。介绍了金属3D打印技术的基本情况和金属3D打印专用金属粉末特征,简述了金属粉末的分类及应用,并对金属3D打印技术存在的问题和面临的挑战与机遇进行了分析。     

FeSiAl微波衰减材料激光3D打印技术研究

为适应新型微波真空电子器件对微波衰减材料“薄、轻、宽、强”的发展需求,解决传统人工涂敷和烧结无法精确控制涂层厚度的问题,本文提出了使用3D打印SLM技术制备FeSiAl涂层的新思路。首先,筛选出SLM成型后衰减性能最好的FeSiAl合金粉末;其次,研究3D打印工艺参数对成型件衰减性能的影响规律。研究表明,选择200目以细、Fe∶Si∶Al∶O的质量百分比为74.63∶11.64∶3.36∶10.37的FeSiAl合金粉末,取3D打印的工艺参数为激光功率175 W、扫描速度1600mm/s、扫描间距0.06 mm、铺粉厚度0.02 mm,预热温度为80℃,可制备出具有优异微波衰减性能的FeSiAl涂层,较好地满足器件设计及制造需求。     

3D打印技术在文创产品包装中的应用研究

以文创产品的包装设计为研究对象,运用3D打印技术,以定制化、小批量为设计特征,解决传统包装受制于成批量制作、包装效果雷同等问题,为文创产品设计制作独特的专属包装,推进文创产业的发展。     

用月球岩石材料进行3D打印

在我们最近为大家展示的一组幻灯片中,一些美国航天局的科学家们设想,宇航员利用火星或月球上的材料,通过三维打印技术生产出任何他们所需要的物品。轮廓制造工艺组织将这一技术理论变为可能。现在华盛顿州立大学（WSU）的工程师实际上已经使用月球岩石在地球上打印出了一些简单形状的物品。     

3D打印革命

从上世纪80年代问世以来,5D打印技术已经不是什么新鲜的概念,却依然没有大规模的应用。高昂的成本、不易操作的参数输入方式、不太稳定的打印制造效果……种种的限制都让利用这项技术进行批量生产的难度加大。     

3D打印制备多孔结构的研究与应用现状

多孔结构材料具有优异的物理、力学性能,应用领域广泛。目前,已开发出的多孔结构的制备方法种类繁多,然而仅少数可实现批量生产,大多数方法工艺较为复杂,并且在制备过程中难以对多孔结构进行有效控制,以致所得多孔结构仍存在某些性能方面的不足。3D打印技术的发展与应用为多孔结构的制备带来了新的途径,所制备的多孔结构可同时具备宏观孔隙和微观孔隙,其骨架及宏观孔隙可以根据需要进行设计。可用于制备多孔结构的3D打印方法主要有利用激光能量的选择性激光烧结法(SLS)、选择性激光熔化法(SLM)和激光近净成形法(LENS)等方法,利用电子束能量的电子束熔化(EBM)法,喷射粘结剂的三维印刷(3DP)法,材料挤出类中的熔融沉积成形(FDM)法和三维浆丝沉积(3DF)法,以及间接3D打印法。近年来,国内外学者对采用这些方法制备多孔结构开展了一定的研究,以期找到适合具体情况的3D打印方法及相应合理的工艺规范,从而提高制件的性能。采用SLS、SLM和LENS法,通过控制激光扫描轨迹和粉末烧结程度可以获得材料的宏观和微观孔隙。SLS法可制备的多孔结构材料种类较广,SLM和LENS法主要用于制备金属多孔结构。EBM法与SLM法类似,但EBM法需要在真空环境下成形,可用于制备Ti等活泼金属材料。适用于3DP法的粉末材料种类更广,可选用不同的粘结剂和相应的后处理方法,其工艺灵活性大。FDM法一般用于低熔点热塑性材料,通过熔融挤出而堆积成宏观多孔结构。3DF法以粉末浆料的形式挤出成形,适用的材料种类比FDM法广,得到的结构具有宏观和微观孔隙。FDM和3DF法的打印精度和孔隙尺寸受喷嘴打印能力的限制。间接法先利用某种便捷的3D打印方法制备出多孔结构原模,再将该原模经粉末冶金、浇注等方法制得所需的多孔结构材料,这样可以避免3D打印直接制备某些材料的多孔结构在结构特征方面受到的限制。上述这些方法中,由于激光和电子束的能量集中,故SLM和EBM法制备的多孔结构相对于其他方法更精细。3D打印制备多孔结构时孔隙的形成机理可以总结为:制件内打印轨迹未到达的区域形成的宏观设计孔隙、制件骨架内的粘结剂被加热分解或被溶解而去除后形成的孔隙、气体溶解在烧结过程中的熔融金属内形成的孔隙、激光扫描熔迹之间形成的孔隙、粉末颗粒间堆积空隙形成的孔隙。本文对3D打印制备多孔结构的研究与应用现状进行了综述,概述了制备多孔结构的几种主要的3D打印方法,总结了其孔隙的形成机理,介绍了3D打印多孔结构的应用现状,指出了未来需要开展的研究。