3D打印建造技术的原理与展望

3D打印建造技术是快速成型技术在工程建设领域的应用.介绍了3D打印技术的原理、发展简史和成型方法,分析了3D打印技术的特点,讨论了3D打印建造技术的发展状况和实际效果,揭示了3D打印建造技术在建筑设计、建筑机械、建筑材料和建筑标准等方面需要解决的难题,提出应当制定产业政策扶持3D打印建造技术的发展.     

基于数字光处理技术的3D打印技术

介绍了以数字光处理(digital light processing,DLP)技术发展出的3D打印技术并讨论了其光学系统对成型效果的影响.介绍了现有3D打印技术的种类、光固化快速成型技术以及DLP技术的原理.说明了以DLP技术为核心的3D打印系统的基本结构,具体说明了DLP技术如何运用于快速成型领域.内容包括数字微镜器件(digital micro-mirror device,DMD)的组成和驱动原理、DLP技术中使用的典型光学系统结构,以及它们在3D打印技术中起到的作用.接着,讨论了在3D打印应用中,DLP技术需要注意的问题.内容包括DLP系统适用的光波长、投影幅面的均匀性和成型精度.最后,总结了DLP技术在3D打印领域的优势及不足.     

3D打印材料的发展现状

3D打印,又称作增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为"第三次工业革命"的核心技术.材料是3D打印的物质基础,也是当前制约3D打印发展的瓶颈.文章综述了3D打印材料的发展现状,重点介绍了用于3D打印的几类主要材料,并指出了当前3D打印材料发展所面临的问题.     

火炸药光固化3D打印成型

针对发射药、推进剂、炸药光固化3D打印技术,按照光固化3D打印技术的特点和应用方向,综述火炸药光固化3D打印技术的研究进展. 概述立体光固化成型技术、数字光处理技术、连续液面制造技术的成型原理以及工艺特点,分析光固化3D打印火炸药研究存在的问题,提出光固化3D打印火炸药采用新型黏合剂的重要性,总结光固化黏合剂的发展方向和趋势,并对火炸药光固化3D打印技术发展方向进行预测. 指出火炸药光固化3D打印技术应按照火炸药的应用背景,对光固化3D打印火炸药用含能黏合剂设计与制备、黏合剂与固体填料表界面作用、工艺适配性、性能精细化表征进行系统化研究,为光固化3D打印技术在火炸药中的应用提供参考.     

3D打印成型技术及工艺参数优化设计

近年来3D打印技术的逐层堆叠成型原理使其更加灵活,越来越受到人们的重视,成为一个新的研究热点.从成形质量出发,探究熔融沉积成型3D打印技术的最优工艺参数,重点介绍设备工艺原理和工艺流程,总结了打印温度、打印速度、打印层高、填充角度和填充密度对成形质量的影响,通过对试样的力学性能和样件质量分析,得到了3D打印技术的工艺参数优化方案.并以氧气瓶模型设计为实例说明可以通过3D打印参数完善不同制件的应用需求.     

3D打印技术

正技术开发单位中国科学院福建物质结构研究所技术概述技术开发单位基于选区激光熔融(SLM)技术,开发出大尺寸、高精度的金属粉末3D打印设备,结合自主研发的金属粉末球化制粉技术和粉末处理工艺,成型件质量接近锻件水平;基于立体光固化成型(SLA)工艺开发出了系列光敏树脂快速成型3D打印设备,包括405 nm自下而上SLA 3D打印机、355 nm自上而下SLA 3D打印     

3D打印混凝土打印喷头的研究进展

3D打印混凝土技术是一种利用打印喷头选择性地叠加混凝土材料的成型方法,该技术以数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造、快速制造等特点为绿色建筑业发展提供了新思路。3D打印混凝土设备的机械系统具备材料混合、搅拌和挤出打印3个主要功能,主要由混料装置、供料传送装置、打印装置和机架组成。打印喷头是3D打印混凝土设备机械系统的关键部件,不仅要满足均质浆料能够顺利挤出的需求,还应保证打印出的构件不坍塌并具备良好的层间结合强度等。因此,打印喷头的结构设计也是设备研制的重要任务之一。本文系统地总结了国内外3D打印混凝土成型工艺,按照功能特征分类介绍了3D打印混凝土设备的打印喷头,对其结构及工作原理进行了分析。     

3D打印对我国创意设计产品研发产生的重要影响

在我国创意设计产品研发领域,3D打印技术的应用,无疑给创意设计产品研发带来了深刻的变革。从技术本身来讲,3D打印技术与传统的成像技术和成型技术有着明显区别,3D打印技术不但继承了现有成像技术的优点,还成功的实现了平面图形向3D图形的转化,极大的提高了制图能力,使创意设计产品研发的制图周期大大缩短。     

间接3D陶瓷打印技术:文献综述

增材制造(AM),也称为3D打印(3DP)技术,是一种在过去40年中发展迅速的先进制造技术.然而,由于开裂的问题,陶瓷材料的打印仍然具有挑战性.间接3D打印由于其快制造速度和低成本而受到关注.间接3D打印将直接3D打印的一步成型过程分为粘结和材料烧结,避免了由于快速冷却而导致的内应力,从而可以实现形状复杂的高质量陶瓷组...     

3D打印技术中的数据文件格式

3D打印是一种快速成型技术,以数字化模型文件为基础进行建模,并通过逐层打印的方式来实现实体的制造,不同的数据文件格式直接影响加工过程和加工效果。介绍了3D打印的工艺流程与三维模型数据的获取技术,从三维数据文件格式、二维层片文件格式、新型的数据文件格式3个方面系统阐述了3D打印技术中的数据文件格式,并分析了各种数据文件格式的内涵与优缺点。最后,根据目前3D打印的发展给出了未来数据文件格式的发展方向。     

基于3D打印技术的聚乳酸复合材料研究

3D打印技术在近几年发展十分迅速,因其操作方法简单,制造速度快等优点,逐渐应用到各行各业.聚乳酸作为一种优良的可生物兼容可降解材料,因其成型温度和成型工艺良好,成为3D打印技术最常用的原材料之一.随着人们生活水平的提高,对于3D打印材料的要求也越来越高,这使得以聚乳酸为主的新型复合材料在近些年来发展迅速.聚乳酸与其他材料复合生成新型复合材料,可以弥补聚乳酸本身硬度低、导电性能差等缺点,通过熔融沉积成型技术,能够满足人们在不同领域的不同需求,使得3D打印的应用领域不断扩大,也使得以聚乳酸为主体的复合材料拥有巨大的发展前景.     

4D printed shape memory polymers and their structures for biomedical applications

Shape memory polymers are smart materials that produce shape changes under external stimulus conditions. Four-dimensional (4D) printing is a comprehensive technology originate from deformable materials and three-dimensional (3D) printing technology. At present, 4D printed shape memory polymers and shape-changing structures have been applied in various fields, especially in the field of biomedical science. 4D printing technology has made a breakthrough of personalized customization in the traditional medical field, providing a new direction for the further development of the biomedical field. In this review, the recent research and development of shape memory polymer, 3D printing technology, 4D printed shape memory polymers and shape-changing structures in biomedical area are present. The examples and applications of 4D printed shape memory polymers and their structures in the area of biomedical are also introduced. Based on 4D printing, stimulated by different conditions, 3D printed objects can be fabricated into various biomedical applications such as cell scaffolds, vascular stents, bone scaffolds, tracheal stents and cardiac stents by different 3D printing techniques. Finally, the application prospects, existing technical restriction and future development directions of 4D printed shape memory polymers and their structures in the biomedical field are summarized.     

3D打印用钛合金粉末制备技术分析

钛合金是3D打印中使用最广泛的金属材料,具有密度小、比强度高、耐热性好、耐蚀性优异、生物相容性好等优点.不同于传统制造技术,3D打印技术对粉末材料有着极高的要求,粉末的质量会直接影响3D打印零件的性能.本文从粉末性能入手,阐述了杂质含量、流动性、松装密度等因素对3D打印过程的影响;然后综述了氢化脱氢法、气体雾化法、离心雾化法、等离子雾化法等钛合金粉末制备技术的原理和优缺点;最后结合国内外研究现状,对改善钛合金粉末的方法进行探讨.     

生物活性聚合物及其复合材料在骨组织工程中的应用进展

骨是世界上第二大需要移植的组织,每年至少有400万次手术使用骨移植物和骨代替材料。传统的治疗方法的局限性影响了当前的治疗选择,并且由于创伤、癌症、感染和关节炎引起的骨缺损现象不断增加,在临床治疗中对骨移植物的需求也持续上升。自体移植物和异体移植物是临床治疗骨缺损的常用方法,而慢性炎症、疾病传播和免疫排斥反应的发生阻碍了其发展。此外,金属材料支架也是最常用的植入物,然而同样存在着诸如应力屏蔽、感染和炎症等问题导致研究工作者期待新材料支架来代替它。因此,开发具有生物活性且能自适应展开填充的三维支架以促进骨骼再生已成为骨组织工程的重点关注领域。近年来,包括4D打印形状记忆材料的制造方法已被用于创造替代传统骨移植的新方法。本文主要综述了传统聚合物材料和新型形状记忆聚合物材料的种类、支架的主要制造方法、机械性能、生物相容性以及在骨组织工程领域中的最新用途,并总结了骨组织工程中4D打印技术的重要性、当前面临的挑战和未来的发展方向。     

基于数字微喷的金属粉末三维打印实现方法研究

金属三维打印能够实现复杂功能零件直接制造与净近成型,具有广阔的应用前景和重要的研究价值. 在高精度金属三维打印领域目前以选择性激光烧结(SLS)工艺为主,但由于选择性激光烧结工艺的设备成本高、模型成型时间长、金属粉末材料选择范围窄等原因,限制了其应用范围. 本文提出一种“基于数字微喷与UV光固化相结合的金属粉末三维打印”实现方法,开发出一套完整的硬件平台与软件系统,并进行了相关的实验,验证了工艺的可行性和开发系统的可靠性. 该方法为金属三维打印提供了新的实现方法,具有较高的研究价值和意义.     

4D打印形状记忆聚合物及其复合材料的研究现状和应用进展

形状记忆聚合物材料是一种在外界环境刺激下可发生形状变化的智能材料,基于这种智能材料的可变形结构在生物医疗、航空航天等诸多领域显示出巨大的应用潜力.4D打印技术的问世为智能材料的进一步发展带来新的机遇,同时为微创医疗、智能机器人、柔性电子等高科技产业开创了全新的和智能化的发展方向.本文首先介绍4D打印技术的兴起和发展,以及5种新兴聚合物打印技术（光辅助打印、磁辅助打印、连续纤维打印、容积3D打印、多材料多喷头打印）的研发;其次从热、电、磁、光驱动4个方面综述了近几年4D打印形状记忆聚合物及其复合材料的研究进展及潜在应用,总结了适用于4D打印的形状记忆聚合物及其复合材料的制备方式及性能;然后介绍了基于形状记忆聚合物复合材料的4D打印结构在生物医疗、航空航天、智能器件及仿生领域的应用研究;最后指出4D打印在打印技术、打印材料、驱动方式和应用验证4个方面存在的问题及未来发展方向.     

Friction and wear of textured surfaces produced by 3D printing

Surface texture patterns have great potential for improving tribological performance in terms of reducing friction and wear.The most common methods for surface texturing are laser and injection molding.The 3D printing method is also used to build parts,patterns,and molds that feature fine details for a wide range of applications because texture manufacturing by 3D printing is faster,more flexible,and less expensive than traditional techniques.To date,there has been no research on textured surfaces produced by 3D printing.Therefore,a new fabrication method using 3D printing to improve friction and wear properties is a topic worth exploring.In this study,a reciprocating friction tester was used to evaluate the friction and wear properties of different surface textures produced by 3D printing.The surface of specimens was examined by electron microscope and scanning electron microscope before and after the test.The results show that surface texturing can be applied to 3D printed parts to improve their friction and wear performance.     

3D打印在软骨组织损伤修复中的应用进展

近年来,由于机械性创伤或骨病等原因造成的软骨损伤已成为一种普遍疾病,严重威胁着人类的健康. 目前临床可行的治疗方案大多是从表面上愈合损伤,并不能促进细胞增殖分化并形成具有生物活性和力学特性的透明软骨组织. 本文就软骨损伤修复的研究进展,分别介绍了3D打印在软骨组织工程中的应用进展、软骨组织三维建模方法以及软骨组织快速成型方法. 3D打印技术在软骨组织工程方面研究的不断进步,将会为人类健康事业的发展做出贡献.