基于熔融沉积3D打印聚乳酸基复合材料的研究进展

目的 半结晶性聚乳酸(PLA)因透明性好、力学性能优异、能生物降解等优点,在加工领域表现出适用范围广等特性,因此对PLA基复合材料在3D打印技术中的研究应用及最新进展状况进行总结,以期提供借鉴与参考。方法 以熔融沉积成型(FDM)、PLA基体为主线,在查阅近年中外文献基础上,分别从PLA结构性能、3D打印成型工艺、PLA基复合材料改性等方面进行了探讨,着重分析工艺参数的技术优化,以及复合材料的结构改性最新研究进展。结果 FDM制备PLA基复合材料的研究取得了丰硕的成果,在3D打印行业中表现优异,潜力巨大,商品化程度越来越高。结论 低廉、高效、可定制的3D打印受到国内外科研工作者广泛关注与青睐,随着新技术的不断探索和突破,以及纳米材质和新型聚合物材料等新型材质应用,使3D打印在成型加工技术上占据绝对优势。     

浅谈增材制造相关技术及其发展

增材制造被认为是制造领域的一次重大技术突破，但与其相关的称谓有诸多种，本文阐述了增材制造的起源、特点、应用与发展等演变过程，指出概念归一。     

桉木-PLA复合线材制备与FDM-3D打印应用

为拓展桉木的高值清洁利用领域、丰富熔融沉积法(FDM)3D打印耗材,桉木粉末进行碱处理后,引入马来酸酐接枝(POE)相容剂,再与聚乳酸(PLA)复合,制备出桉木-PLA复合线材;基于响应面试验设计与分析方法,优化桉木-PLA复合线材的制备工艺参数;对桉木-PLA复合线材进行测试与表征;优化FDM-3D打印的工作参数,并制作了产品。结果表明:当桉木粉末的质量分数为15.6%、 POE相容剂的质量分数为5.1%、挤出成形温度为170℃时,制备出的桉木-PLA复合线材的热稳定性好、强度高、韧性好;针对直径为1.75 mm的桉木-PLA复合线材,当打印温度为210℃、填充率为60%、层高为0.3 mm、打印速度为30 mm/s时,FDM-3D打印作品的静曲强度、冲击韧性、肖氏硬度以及表面粗糙度最佳,可满足家居及办公摆件、工业品辅助件的要求。     

生物质秸秆/聚乳酸材料的制备及成型研究进展

生物质秸秆/聚乳酸复合材料这一新材料作为资源循环的研究热点,具有机械性能、生物可降解性以及化学稳定性等优点,被广泛研究.本文通过分析生物质秸秆/聚乳酸复合材料的制备及成型加工方法,研究了其在成型制备过程中的工艺参数,并对复合材料现状进行分析.     

增材制造用金属粉末材料的关键影响因素分析

通过分析增材制造过程中各因素的影响作用,提出材料是制约我国增材制造技术的主要问题,对增材制造用粉末材料的特点进行了解析,以期为解决我国增材制造用粉末的研发提供参考。     

陶瓷增材制造的研究现状与发展趋势

陶瓷材料具有优异的热学性能和力学性能,在众多领域显示出重要的应用前景。其固有的高强度、高硬度等性能却给陶瓷零件的成型带来了很多困难。将增材制造技术引入到陶瓷成型中将能有效克服上述困难,并为陶瓷材料复杂成型工艺提供了全新的可能性。本论文从陶瓷增材制造原料状态角度,综述了几种常见陶瓷增材制造技术的研究现状与进展,系统比较了各项技术在陶瓷领域应用的优缺点,并对今后陶瓷增材制造技术的发展进行了展望。     

增材制造高性能聚合物及其应用研究进展

增材制造(AM),通俗称作3D打印,由于其"控形控性"的优点,已在航空航天、光电工程、微电子等领域受到广泛关注和迅速发展.在各领域的实际应用中,开发3D打印材料是直接决定其应用和发展的关键.因此,本文就目前高性能聚合物3D打印材料及先进智造技术进行综述,重点介绍聚合物3D打印技术、3D打印高性能聚合物材料及其相关应用,...     

基于增材制造的陶瓷器型创新设计研究综述

通过梳理陶瓷领域的增材制造技术,并结合传统陶瓷的工艺过程及特点,探索增材制造技术对陶瓷器型创新的推进作用,并对未来发展趋势进行展望。基于陶瓷传统工艺过程,提炼传统器型的造型特点,就其存在的限制与问题进行分析;梳理目前陶瓷增材制造的技术发展脉络,探索不同增材制造技术的工艺特点及对陶瓷造型的影响,并结合陶瓷增材制造实例进行设计剖析,从创作方式和设计语言两方面阐述增材制造对于陶瓷器型的创新推进作用;最后对陶瓷增材制造技术进行未来展望。增材制造技术与陶瓷的结合,有力地推进了陶瓷器型的创新设计,使其突破了传统的设计限制,新的技术带来新的设计语言与创作形式,虽然目前仍处于发展阶段,但极具潜力。     

GB/T 37463-2019《增材制造塑料材料粉末床熔融工艺规范》国家标准解读

国家标准GB/T 37463-2019《增材制造塑料材料粉末床熔融工艺规范》已于2019年12月1日起正式实施,对进一步提升我国增材制造产业的整体技术水平、质量可靠性和市场竞争力具有重要的现实意义。本文通过对该标准的编制背景、主要内容及国际化等方面进行解读,帮助使用者理解标准原意,并能够准确、熟练运用标准。     

基于熔融沉积成型的聚乳酸/热塑性聚氨酯的制备与表征EI北大核心CSCD

通过熔融共混法制备了不同质量比的聚乳酸(PLA)/热塑性聚氨酯(TPU)共混物。采用旋转流变仪、扫描电镜、电子万能试验机及差示扫描量热仪等研究了共混物的动态流变行为、微观形貌、力学性能和热性能,并通过线材机牵引成直径为1.75 mm左右的线材进行熔融沉积成型(FDM)。结果表明,加入TPU后能提高材料的储能模量,使熔体弹性增强,利于熔融铺丝。TPU能改善材料的冲击韧性,且随着TPU含量的增加而增大。另外,PLA/TPU熔融共混后体系的结晶能力下降,对熔融沉积成型收缩翘曲具有抑制作用。当TPU质量分数为10%时,线材的熔融沉积成型效果最好。     

生物活性聚乳酸的研究

作为生物医用材料而言,由于聚乳酸本身的缺陷,制备具有生物活性的聚乳酸就成为一条可行的弥补之道。目前聚乳酸生物活化的方法有物理法和化学法。物理法主要通过共混、表面吸附或涂层等实现对聚乳酸的生物活化;化学法包括共聚、交联、表面修饰等,通过改变聚合物大分子或表面结构赋予材料生物活性。本文对这些方法进行了评述,并提出了采用仿生性设计原则来制备具有生物活性的聚乳酸材料。     

3D Printed Photoresponsive Devices Based on Shape Memory Composites

Compared with traditional stimuli‐responsive devices with simple planar or tubular geometries, 3D printed stimuli‐responsive devices not only intimately meet the requirement of complicated shapes at macrolevel but also satisfy various conformation changes triggered by external stimuli at the microscopic scale. However, their development is limited by the lack of 3D printing functional materials. This paper demonstrates the 3D printing of photoresponsive shape memory devices through combining fused deposition modeling printing technology and photoresponsive shape memory composites based on shape memory polymers and carbon black with high photothermal conversion efficiency. External illumination triggers the shape recovery of 3D printed devices from the temporary shape to the original shape. The effect of materials thickness and light density on the shape memory behavior of 3D printed devices is quantified and calculated. Remarkably, sunlight also triggers the shape memory behavior of these 3D printed devices. This facile printing strategy would provide tremendous opportunities for the design and fabrication of biomimetic smart devices and soft robotics.     

超临界抗溶剂法制备聚乳酸微球

采用超临界抗溶剂技术,对影响聚乳酸(PLA)微球粒径的溶液浓度和溶剂配比进行了初步研究。在温度38℃、压力10 MPa、溶液流速1.0mL/min、喷嘴直径300μm条件下,研究不同溶液浓度和溶剂配比对聚乳酸微粒粒径和粒径分布的影响。结果表明:当聚乳酸质量浓度为10 mg/mL、混合溶剂二氯甲烷和丙酮的体积比为V(CH_2:Cl_2):V(CH_3COCH_3)=1:2时效果最好,得到的粒堆松软,粒径集中在530～950 nm,粒径分布窄,吹干只需12 min。     

包装用聚乳酸的改性研究进展

目的 根据生物降解材料聚乳酸（PLA）的生产、性能和改性方法探索其在包装领域的应用,为后续的改性研究提出可能的应用方向。方法 介绍PLA的原料、生产方法、生产现状及在包装领域的应用现状,分析包装对PLA的降解性、阻隔性、力学性能、光学性能、热性能、抗菌性能、导电性和压电性等方面的要求和相关改性方法的研究进展。结果 PLA材料在包装领域有很好的应用前景,但在韧性、抗菌性、导电性等方面还不够完善,当应用于对这些性能有较高要求的运输包装、抗菌包装和智能包装时需进一步改进。结论 在保留PLA透明、可降解的优势性能前提下,还可以进一步提高其可控制降解、韧性、耐热性、阻隔性、导电性等,并降低生产成本,使之在包装领域的应用更广泛。     

Additive Manufacturing of Metal Structures at the Micrometer Scale

Currently, the focus of additive manufacturing (AM) is shifting from simple prototyping to actual production. One driving factor of this process is the ability of AM to build geometries that are not accessible by subtractive fabrication techniques. While these techniques often call for a geometry that is easiest to manufacture, AM enables the geometry required for best performance to be built by freeing the design process from restrictions imposed by traditional machining. At the micrometer scale, the design limitations of standard fabrication techniques are even more severe. Microscale AM thus holds great potential, as confirmed by the rapid success of commercial micro‐stereolithography tools as an enabling technology for a broad range of scientific applications. For metals, however, there is still no established AM solution at small scales. To tackle the limited resolution of standard metal AM methods (a few tens of micrometers at best), various new techniques aimed at the micrometer scale and below are presently under development. Here, we review these recent efforts. Specifically, we feature the techniques of direct ink writing, electrohydrodynamic printing, laser‐assisted electrophoretic deposition, laser‐induced forward transfer, local electroplating methods, laser‐induced photoreduction and focused electron or ion beam induced deposition. Although these methods have proven to facilitate the AM of metals with feature sizes in the range of 0.1–10 µm, they are still in a prototype stage and their potential is not fully explored yet. For instance, comprehensive studies of material availability and material properties are often lacking, yet compulsory for actual applications. We address these items while critically discussing and comparing the potential of current microscale metal AM techniques.