一种用于三维打印光敏支撑材料的性能

根据三嵌段聚合物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(F127)与紫外光固化单体聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(SR344)间的协同效应,制备了一种用于紫外光固化三维打印(3DP)的支撑材料,研究了喷射稳定性对支撑材料喷射面表面形貌的影响,支撑材料的力学性能以及固化收缩率等因素对成形精度的影响;并用扫描电镜(SEM)观察了支撑材料与实体材料接触面分离情况。结果表明,支撑材料固化后具有一定的力学性能,成形尺寸稳定,与实体材料容易分离且不影响模型的表面精度。     

一种3D打印立体光刻快速成型光敏树脂的制备及性能研究

报道了一种应用于3D打印立体光刻快速成型的3DPSL-1型光敏树脂制备方法,并对该光敏树脂性能进行了研究。研究结果表明,该光敏树脂透射深度(Dp)为0.14 mm,临界曝光量(EC)为14.1 m J/cm2,30℃时,黏度为359 m Pa·s。在25℃,3DPSL-1型光敏树脂密度为1.17 g/cm3,固化后的密度为1.21 g/cm3,固化体积收缩率为3.31%。该光敏树脂固化物样条拉伸强度为21.0 MPa,弹性模量为1 108.2 MPa,断裂伸长率为10.6%,该固化物的玻璃化温度为47℃。把该光敏树脂作为打印材料应用于3D打印立体光刻快速成型设备上制作了活动钳子这个零件,其制作效果较好。该光敏树脂的研制将对推动国内3D打印立体光刻快速成型技术的进一步发展起到较好的积极作用。     

聚醚/双酚A环氧甲基丙烯酸酯复合光固化膜的性能

由聚醚型聚丙二醇二缩水甘油醚和甲基丙烯酸合成了可光固化的聚丙二醇二缩水甘油醚二甲基丙烯酸酯(DMA),再按不同质量配比将此合成物与双酚A型环氧甲基丙烯酸酯(BEMA)混合,经紫外光照射得到复合光固化膜,然后对所得固化膜的耐热性、柔韧性、硬度、光泽度、可见光透过率和微观形貌进行表征.研究结果表明,复合膜兼具DMA和BEM...     

绿光激光器引发光敏树脂光固化的研究

研究了在532nm绿光激光器照射下,以氟化二苯基二茂钛为光引发剂时环氧树脂丙烯酸酯的固化行为,探讨了引发剂用量、激光扫描速率、氧气等对光固化树脂凝胶含量的影响,并测定了树脂固化后的体收缩率和线收缩率。     

环氧树脂的增韧与形状记忆性能研究

以聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)为增韧剂改性环氧树脂E-51/甲基四氢邻苯二甲酸酐固化体系,研究了PPGDGE用量对环氧树脂的力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明:PPGDGE的加入提高了环氧树脂体系的力学性能,当含量为15%时,韧性提高了65%;同时较大幅度提高环氧树脂的形状记忆性能,当PPGDGE含量为10%时,最大形变量增加了约43%,形状回复速率提升了75%;当PPGDGE含量为15%时,固定率提高了2.2%,回复率提高了4.5%,且形状重复性也有较大提高。     

一种光固化3DP实体材料树脂

为研究紫外光固化三维打印(3DP)的成形技术及成形材料,制备了一种实体材料光敏树脂。使用实时傅立叶红外光固化实验研究了这种实体材料中主要成分在室温和55℃时的光固化速度;考察了黏度、表面张力及工作温度对实体材料可打印性的影响;在喷头为XAAR500的三维打印实验机上,测试了实体材料的打印稳定性和成形精度。结果表明,这种实体材料在55℃时可持续稳定地从喷头喷出,光固化速率和精度符合要求。     

光敏预聚物四氢邻苯二甲酸二缩水甘油丙烯酸酯合成工艺的优化

以四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯与丙烯酸反应制备缩水甘油丙烯酸酯,优化了合成反应的条件,并用红外光谱对产物结构进行了表征.研究结果表明其适宜的反应条件为:用四乙基溴化铵作为催化剂,用量1.1%;反应温度90～100℃;用对羟基苯甲醚作为阻聚剂,用量0.08%;投料的羧基当量与环氧基当量比为1.02:1.该预聚物可与活性稀释剂、光引发剂制成光亮透明、高硬度的紫外光固化涂料,并通过TGA对其固化膜的热性能进行了研究,结果表明固化膜具有较高的耐热性.     

应用于紫外DLP-3D打印系统的低体积收缩率和高固化速度的光敏树脂研究

在基于数字光处理(DLP)技术的3D打印过程中,紫外波段光敏树脂的光固化性能将直接影响工件的打印精度、速度和形貌。选用改性双酚A型环氧丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯作为低聚物,配合三丙二醇类二丙烯酸酯(TPGDA)和乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸(TMPEO3TA)作为稀释剂和自由基-阳离子杂化体系作为光引发剂,配置了面向405 nm波段的DLP-3D打印系统的混杂型光敏树脂。研究结果表明,所制备的光敏树脂的体积收缩率控制在2.3%内,室温下的粘度为244 MPa·s,固化速度缩短到0.063 mm/s。相比较于其它国内外光敏树脂,该树脂整体表现出优良的力学性能。在此基础上,通过在树脂中掺杂1%左右的纳米ZnO颗粒助料,材料的力学性能得到进一步改善,体积收缩率降低至2.1%。这一混杂型光敏树脂将可有望应用于对精度要求较高的光电子器件的DLP-3D打印中。     

光固化3D打印改性碳纤维/光敏树脂复合材料的制备与性能调控

光固化3D打印技术因成型速度快、器件精度高、表面质量好,已成为3D打印快速制备高精尖器件的首选方法,但现有3D打印光敏树脂仍存在器件力学强度低、韧性差等问题。碳纤维因导电、导热、高比强度、高比模量等特性,已被广泛应用于各种结构或功能复合材料。为此,先采用化学氧化、硅烷偶联剂(KH580)改性等手段对短切碳纤维进行表面改性得到KH580改性碳纤维(MCF);再将MCF与3D打印光敏树脂(PR)复合得到改性碳纤维/光敏树脂(MCF/PR)复合材料,并对其光固化动力学和3D打印器件的力学性能进行了详细研究。结果表明：当MCF表面的KH580接枝量为0.5wt%、MCF添加量为0.15wt%时,虽然MCF与PR复合后使光敏树脂的黏度有所增大,但对光敏树脂的固化深度与临界曝光量影响较小,仍能满足光固化3D打印要求;利用立体光刻技术(Stereolithography,SLA)光固化3D打印工艺能很好地制造出各种MCF/PR器件,器件的拉伸强度可达70 MPa,与纯PR相比增加了约100%,冲击强度为1.91 kJ/m²,较PR提高了约60%,且3D打印器件在350℃下具有良...     

三维打印技术可提供100余种材质用于电影模型制作

近日,三维打印技术公司Objet宣布可选择107种不同质感的材料进行三维打印。其中,107种材料中的90种是所谓“数字材料”,由另外17种主材料混合而成,其质感各异,有的如橡胶一般柔软,有的则坚硬无比,有的不透明,有的透明。这些材料可按需定制,使用三维打印的设计师可通过以不同比例混合两种材料的方式,得到所需材质,并通过？ObjetConnex打印机打印出来。     

3D打印技术应用于大尺度建筑的研究进展

基于3D打印技术的自动化和智能化优势,将其应用于建筑业,成为当前工程领域研究的热点之一。但是,这种技术在设计方法、打印材料、打印设备以及施工工艺等方面还存在诸多问题,这在一定程度上限制了其大规模的推广应用。与其他应用领域相比,3D打印技术在建筑行业中的应用目前还处于初级阶段。相较于传统的建筑施工,3D打印技术具有如下潜在优势:(1)机械化程度高,施工快,成本低;(2)无模板施工,资源消耗少;(3)劳动强度低,节省人力;(4)施工过程安全、清洁、精确;(5)设计自由,实现轻质高强及多功能;(6)高度定制化,实现标准化与个性化的统一。 然而,由于3D打印技术与传统施工技术的不同,导致传统的普通混凝土无法直接应用于3D打印。而以层层堆叠方式打印的材料则普遍存在结构强度较低、层间形成施工冷缝等问题。因此,近年来研究者们在材料配合比、结构优化设计、评价标准以及施工工艺等方面不断探索,并取得了丰硕的成果。最近,已有不少3D打印技术成功应用于个性化住宅、桥梁建造等的案例报道。 在建筑业大尺度3D打印技术中已取得成功应用的包括轮廓成型工艺、混凝土打印工艺、D型打印工艺和数字建造工艺,其中轮廓成型工艺现已成为主流的建筑3D打印技术。建筑业3D打印建造技术的主要特征可概括为:基于挤出工艺分层打印混凝土、粉末台面配合使用粘结技术以及增强网格。为了满足3D打印的要求,在打印过程中,打印材料需要保持一定的可挤出性、可建造性、粘结性、可工作时间以及高强度。同时,混凝土结构需要一定的增强措施以确保结构的安全可靠性。此外,随着不同技术之间的相互融合,涉及到具体的项目应用时,可以采用某几个技术的联合。 本文系统总结了大尺度3D打印建造技术的发展过程和研究进展。以纤维增强水泥基材料为打印材料,综述了3D打印技术中原材料选择、材料特性、结构增强措施等关键问题。最后,对建筑3D打印技术的发展方向做了展望,以期为3D打印技术在建筑业中的应用推广提供借鉴。     

光敏聚酰亚胺的合成与应用

光敏聚酰亚胺以其优良的性能在许多高新技术领域中得到了广泛的应用,是当今材料科学研究的热点之一.综述了光敏聚酰亚胺的分类和主要合成方法,并提出了新的合成思路,同时简要地介绍了各类光敏聚酰亚胺的性能及在高新技术中的应用.     

含戊二烯酮结构新型光敏聚酰亚胺的合成与表征

用4,4’-(六氟亚异丙基)-邻苯二甲酸酐(6FDA)与光敏性二胺1,5-二(氨基苯基)-1,4-戊二烯-3-酮(BAPO)合成新型的可溶性光敏聚酰亚胺(PSPI)。用FT-IR,1H-NMR,GPC对聚合物进行了表征,同时对聚合物的溶解性能、热性能和光敏性能进行了探讨。结果表明,所合成的聚合物在常见的有机溶剂DMF、NMP和DMSO中,显示了极好的溶解性能;具有优良的热稳定性能,其玻璃化温度为268℃,5%的热失重率的温度为467℃;聚合物的感光性通过UV-Vis光谱进行了研究。     

三维打印快速成型层面位图的生成算法

提出了新的基于轮廓边的快速求交算法,实现了快速成型系统中层面位图数据的生成.该算法不仅简单、效率高,而且可以处理求交过程中遇到的各种奇点问题,特别是用经典求交方法难以判断和处理的当扫描线通过带水平轮廓边的凸拐点和凹拐点带来的奇点问题.通过在自制的3DP快速成型样机上的试验运行,证明该算法有较好的鲁棒性.     

等离子束在金属零件3D打印中的研究现状和发展趋势

3D打印技术作为一项全球范围的革命性技术,获得了国内外的广泛关注.等离子束和激光束同为高能束流,等离子束成形性价比更高,在金属零件特别是铁基材料的工业化3D打印方面将有更好的发展前景.针对激光束和等离子束的特点,重点分析了近十余年来等离子束表面冶金技术和等离子束金属零件快速成形技术等方面的进展,并展望了今后等离子束3D打印技术的发展趋势.     

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。     

三维螺旋弯管的建模

为了解决弯管在弯曲角度、直径、节数等变化时的三维弯管展平曲线的坐标位置以及函数关系问题,以实现大直径弯管的三维设计与制造的自动化、一体化,通过利用工程数学及画法解析几何的方法,分析和建立了弯管在三维状态下的展平曲线方程,同时编写了相应的MATLAB程序.实践证明使用MATLAB解决三维弯管的CAD/CAM问题,比以往解决轴线在同一平面内的弯管[1]问题在工程计算上有一定优势.     

三维工程图学课程和教材的研究与实践

三维工程图学是传统工程图学的延伸,探讨三维工程图学的教学及其教材体系是为了更好地完善工程图学的教育.在教学实践的基础上,分析了三维工程图学的性质和教学内涵,给出了教材体系和内容,说明了教材特点.通过了四届教学实践,证明了该教材在完善工程图学教育和加强学生创造性思维及创新能力的培养上是有效的.     

3D打印主要成形工艺及其应用进展

3D打印是以计算机图形数据为基础,通过逐层堆积的方式构建实体,具有高柔性制造以及对复杂零件自由快速成形的特点.从文献研究入手,重点介绍了光固化成形、熔融沉积制造、选区激光烧结、选区激光熔化、三维印刷成形、分层实体制造等典型3D打印工艺的成形原理以及研究进展,在此基础上着重概述了3D打印在生物医学、航空航天、建筑工程领域的应用.简要分析了当前3D打印技术发展中存在的一些问题并提出了一系列解决方案.3D打印技术的出现,给传统制造技术带来了革命性改变,其应用范围广泛,未来一定会融入到人们生活的方方面面.