3D打印聚合物纳米复合材料的研究进展

相对于传统制造方法如挤出成型、模压成型等,3D打印技术不仅能够快速成型结构复杂且精细的产品,而且还可以根据不同功能、性能需求选择不同材料进行快速制造.凭借这一优势,3D打印越来越受到人们的重视,越来越多的3D打印产品被应用到人们的生活、学习和工作中.在众多3D打印材料中,聚合物材料(如热固性和热塑性聚合物等)的占比大、应用广,大到房屋内饰、小到微/纳米电子设备都可以通过3D打印聚合物材料来实现.然而,相比于传统方法制造的聚合物材料,3D打印聚合物材料强度低、打印层之间界面结合差,所以目前3D打印聚合物材料主要用于模型和非结构材料.为提高3D打印聚合物材料的强度,纳米材料(如纤维素纳米晶)常被用作增强体与聚合物材料混合打印,以此制备高强、多功能的3D打印纳米复合材料.纤维素纳米晶来源广泛、价格低廉、可再生、强度高,是一种十分理想的天然纳米增强材料.因此,近年来纤维素纳米晶在3D打印聚合物纳米复合材料中的应用受到广泛关注.除研究纳米材料对3D打印聚合物材料性能的影响外,研究者们还从纳米材料改性和新型纳米材料的研发等方面不断进行尝试,在提高3D打印聚合物纳米复合材料强度的同时赋予其更多的功能性,并取得了丰硕的成果.此外,借助光固化3D打印和聚合物熔融沉积成型两项基本原理相近、成型机理不同的3D打印技术,研究者们从打印纳米复合材料的结构、性能及功能出发,分别研究不同打印技术实现材料"结构-性能-功能"的可能性和可行性,为3D打印聚合物纳米复合材料的拓展应用提供了可靠依据.本文在简述3D打印技术的基础上,重点阐述常用于热固性和热塑性聚合物3D打印技术的基本原理和特点;着重分析两项不同3D打印技术在聚合物纳米复合材料领域的应用情况,总结3D打印聚合物纳米复合材料的性能特征和应用范围,以期为3D打印纳米复合材料的广泛应用奠定基础.     

荷兰用藻类植物3D打印生活用品

正荷兰设计师Eric Klarenbeek和Maartje Dros致力于以藻类为原料生产生物塑料,而且利用3D打印技术将这种环保材料制成餐具、水瓶、垃圾桶等生活用品。他们希望此类3D打印生物塑料制品未来能够在大街小巷现做现卖,以取代合成塑料制品。Klarenbeek和Dros在他们的工作室对水生藻类加以培养,然后通过干燥和加工,得到可进行3D打印的生物多聚物。此外,他们还能采用真菌、土豆淀     

3D打印人造皮肤未来或可长出毛发

正据报道称,近日,印度研究人员表示,成功利用3D生物打印技术打印出人造皮肤,具有与天然人体皮肤相似的解剖学结构和生化特性等,将来可在化妆品、皮肤药物等测试中广泛应用。人类皮肤主要分为由成纤维细胞等构成的真皮层以及由角质细胞和黑色素细胞等组成的表皮层。     

3D打印用金属粉末球形度分析方法

采用扫描电镜背散射电子模式对3D打印用的金属粉末进行形貌观察,并结合图像分析软件分析其球形度。结果表明:采用图像分析软件对3D打印用金属粉末图片进行识别时,扫描电镜背散射电子模式图片优于二次电子模式图片;对于粒形较差的3D打印金属粉末,可在图像分析软件对图片颗粒自动识别后,再进行手动分离,以提高金属粉末球形度分析的准确性。     

希腊用再生塑料3D打印家具

正在希腊塞萨洛尼基的New Raw零废物实验室用再生塑料废物3D打印家具。New Raw创始人Panos Sakkas和Foteini Setaki表示,通过启动"打印你的城市"(Print Your City)项目,他们努力展示在长     

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。     

打印器官供移植3D生物打印或引起新医学革命

张教授设计了这项实验，构想了“纤维素一淀粉转化”的新概念。他与弗吉尼亚理工大学的访问学者亨基·陈（Hongge Chen）是纤维素一淀粉生物转化过程的发明者。目前，这项发明正在进行临时专利申请。弗吉尼亚理工大学的中国博士后游春（Chun You）同张教授—起完成了大部分的研究工作。     

浅析3D打印

在电影《十二生肖》里,成龙双手白手套掠过兽首,就把头像的数据扫描进电脑。与此同时,他的伙伴在一台神奇的机器里,瞬间就把一模一样的兽首制造出来。其运用的就是当今最热门的三维数字化与 3D 打印技术。如果你想要一件工具,将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片,然后把打印材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整的物体 , 几小时后你就能使用这件工具了。小到食品、大到航空产品都能够"打印"出来。     

3D打印产业

<正>民革中央提交了"关于大力支持3D打印技术创新和产业发展"的提案,从技术、市场等4个方面提出了发展意见。其中,特别强调要前瞻布局关键核心技术,重点推进3D打印装备的产业化。目前,我国3D打印技术虽然取得了长足进展,与美欧等发达国家基本处于同一水平,甚至在金属构件打印方面已经超过美国。但产业整体发展仍处于起步阶段。民革中央提出,与美国大力支持3D打印技术发展和产业发展相比,我国对这项技术总体规划与重视不够。为加快推进我国3D打印技术创新和产业发展,民革中央提出以下建议:增强自主创新能力,加强技术平台建设。建立以市场需求为导向,研究机构、民革中央:重点推进3D打印装备产业化     

解密3D打印

在前面我们报道了"全国首家 3D 打印体验馆落户DRC 基地",那么究竟什么是 3D 打印? 3D 打印能做什么?设计和 3D 打印有什么关系?本刊记者再次探访 3D打印应用推广的先行者——位于 DRC 北京工业设计创意产业基地的北京上拓科技有限公司,并结合案例详细介绍下这几个用户最为关心的问题。     

3D打印气管

2011年，卡伊巴（Kaiba）还只有6个星期大时．他突然停止了呼吸，脸色发青。他的父母赶紧把他送到了医院，医生很遗憾地发现他的左丁气管有先天性缺陷。此后，病情反复发作，直到2012年的一月，外科医生们在他的肺部植入了一个3D打印的气管，才使他的呼吸遁保持畅通。几年之后，这个人造气管会在体内自行溶解，     

3D打印气管

2011年，卡伊巴（Kaiba）还只有6个星期大时，他突然停止了呼吸．脸色发青。他的父母赶紧把他送到了医院，医生很遗憾地发现他的左支气管有先天性缺陷。此后，病情反复发作，直到2012年的一月，外科医生们在他的肺部植入了一个3D打印的气管，才使他的呼吸道保持畅通。     

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。     

日本成功使用3D打印制作人工骨实施移植

据日本媒体报道,日本京都大学医学研究科等小组近期宣布,已通过可以制作立体构造的3D打印技术制成了适合不同患者的人工骨,给4名颈椎间盘突出患者进行移植,成功改善了手发麻等症状。     

3D打印用碳纤维/ABS复合材料的制备

设计了一种3D打印用碳纤维/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)复合材料,此材料具有质轻、高强的特点。采用自制碳纤维上浆剂对碳纤维集束性和表面浸润性进行改进,可以使碳纤维与ABS树脂有良好的结合性。选用高流动的ABS树脂,并优选表面相容剂和润滑剂可以降低碳纤维/ABS复合物的表面粗糙性。这种质轻高强的碳纤维/ABS复合材料更适用于连续的3D打印。     

用3D打印的糖支架制造人工肝脏

在美国的一支研究团队用糖建立了血管支架之后，研究人员即将造出人造肝脏。 科学家花了很长一段时间研究如何用3D打印机打印细胞和血管，他们尝试着将人工细胞一层层垒起来建立组织。但那些在人造结构上的细胞常在组织成型前就天折了。尽管如此，这项通过3D打印机把糖作为建筑材料的技术．总有—天会被用于器官移植。     

用3D打印的糖支架制造人工肝脏

科学家花了很长一段时间研究如何用3D打印机打印细胞和血管，他们尝试着将人工细胞一层层垒起来建立组织。但那些在人造结构上的细胞常在组织成型前就夭折了。尽管如此，这项通过3D打印机把糖作为建筑材料的技术，总有—天会被用于器官移植。《自然？材料》（Nature Materials）杂志报道了这项研究。     

仿生材料3D打印

自然界中的生物经过数亿年进化,已经形成了人工材料不可比拟的精妙微结构和优异性能。以生物材料的设计理念作为指导,可以有效推动材料科学和工程领域的发展。虽然自然提供了先进功能材料的设计蓝图,但仍然需要有效的工具和技术来制备实施。3D打印技术具有精密化和快速化的特点,其自下而上的原料累加过程和生物材料的形成过程具有相似性,可制备复杂结构和集成化器件。通过电脑辅助设计,3D打印可以为仿生材料和先进功能材料制造提供平台。综述了3D打印技术在仿生材料领域的应用,指出目前该领域面临的问题,并探讨了3D打印技术和仿生材料相结合的未来发展方向。     

3D打印技术探究

3D打印技术是将三维数字模型分解成若干层平面切片,然后由3D打印机把粉末状、液状或丝状可粘合材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整物体的技术。文章对3D打印的技术原理、步骤、常用材料、主要技术、发展及建议进行了深层次的探讨。与传统制造技术相比,3D打印技术有很多优势,目前已广泛应用于建筑、工业设计等领域。该技术将会带来全球制造业经济的重大变革。     

3D打印陶瓷材料研究进展

作为新一代成型技术,3D打印技术具有操作简单、成型速度快、精度高等优点,而采用3D打印技术制备出的多功能化陶瓷零件,在建筑、工业、医学、航天航空等领域将会得到广泛的应用,其发展前景十分广阔。主要介绍了3D打印陶瓷方面的成型技术和材料,回顾了3D打印陶瓷的发展及国内外产业状况,并对可应用于3D陶瓷的打印技术和打印材料进行了展望。