3D打印与高分子材料综述
光固化3d打印材料综述
光固化3D打印材料综述:技术特性、应用与未来发展光固化3D打印是一种重要的增材制造方法,具有独特的优势,如精确的成型精度、出色的复杂结构制造能力以及环保无污染的操作过程。
本文将对光固化3D打印材料进行综述,探讨其技术特性、应用以及未来发展趋势。
一、技术特性光固化3D打印主要使用光敏材料,这些材料在特定波长光的照射下会发生化学反应,进而固化成为具有三维结构的材料。
根据光敏材料的不同,光固化3D打印材料可分为丙烯酸树脂、聚合物网络、光致聚合物网络、光固化胶等。
这些材料的特性包括固化速度、强度、耐热性、耐候性、表面硬度、透明度等。
此外,光固化3D打印材料还具有对环境友好、易于回收处理的优点。
二、应用光固化3D打印技术在许多领域具有广泛的应用,包括医疗、航空航天、汽车、文化创意等。
在医疗领域,光固化3D打印可用于个性化医疗器具的制作,如义肢、矫形器等。
在航空航天领域,光固化3D打印可用于复杂结构的制造,如零件的修复和优化。
在汽车领域,光固化3D打印可用于制造复杂的车身部件和内部结构。
在文化创意领域,光固化3D打印可用于制作艺术品、模型等。
三、未来发展随着科技的不断进步,光固化3D打印材料也在不断发展和创新。
未来,光固化3D打印材料将更加环保、生物兼容性更高、强度和耐久性更强。
此外,随着3D打印技术的普及和推广,光固化3D打印的应用范围也将不断扩大。
未来,光固化3D打印有望在医疗领域实现个性化医疗的进一步发展,在文化创意领域推动创新设计和个性化产品的生产。
总之,光固化3D打印材料具有独特的优势和广泛的应用前景。
未来,随着技术的不断进步和应用领域的拓展,光固化3D打印将在更多领域发挥重要作用。
3D打印技术的优缺点
支撑结构对设计 的影响:支撑结 构的设计可能会 影响3D打印对象 的整体质量和精 度,因为它们需 要固定在基板上, 并确保在打印过 程中保持稳定。
去除支撑结构的 难度:在3D打印 完成后,需要将 支撑结构从打印 对象上移除,这 可能会对一些细 小的部分或脆弱 的部分造成损害。
支撑结构的材料 选择:支撑结构 的材料需要与打 印对象的材料兼 容,以确保不会 对打印对象造成 损害或污染。
成品强度和硬度 不足
制造过程中易受 污染
制造周期长
设备和材料价格 高
3D打印技术的应 用领域
飞机零部件的制造 火箭发动机的制造 卫星等太空设备的制造 航空航天领域中3D打印技术的应用前景
零部件制造:快速、 高效地制造出汽车 零部件
原型制造:在汽车 设计阶段,通过原 型制造进行测试和 验证
高分子材料:可选择的高分子材料也相对较少,主要包括ABS塑料、PC塑料等。
生物材料:可用于生物3D打印的材料也较为有限,主要包括聚己内酯、聚乳酸等可降解 材料。
光敏树脂:可选择的光敏树脂种类也相对较少,且价格较为昂贵。
支撑结构问题: 在3D打印过程中, 支撑结构是必不 可少的,但它们 可能会增加制造 的复杂性和成本。
3D打印技术可以提高学生的 学习兴趣和参与度
3D打印技术可以降低教学成 本,提高教育资源的利用效
率
3D打印技术的发 展趋势和展望Байду номын сангаас
技术创新:不 断推动3D打印 技术的进步和
发展
行业应用:拓 展到更多领域, 如医疗、建筑
等
降低成本:提 高打印效率和 降低材料成本, 促进大规模应
用
市场需求:不 断增长的市场 需求将进一步 推动3D打印技
高分子材料3D打印应用与案例
作者简介:陶永亮(1956-),男,教授级高级工程师,主要从事高分子材料应用与模塑成型工艺研究。
收稿日期:2023-03-033D 打印技术被人们称为增材制造,它是以数字模型文件为基础,运用粉末金属或聚合物等可黏结性材料,通过逐层打印的方式来完成实体制造的技术[1]。
3D 打印是指通过光固化、选择性激光烧结、熔融堆积等加工技术,使材料一点一点累加,形成需要的形状。
3D 打印1984年开始在实验室研究,至今快40年历史,3D 打印实现了制造方式从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式,大幅缩减了产品开发周期与成本,也会推动材料革命,具有重大价值[2]。
目前,3D 打印技术已在航空航天、军工、医疗、教育、汽车、机械装备等领域的零部件加工以及模具制造方面得到广泛地应用[3]。
3D 打印涉及加工材料有金属材料、高分子材料、陶瓷材料、石墨烯材料等这几大类[4]。
本文将主要以高分子材料(聚合物)为主,对3D 打印在工程塑料应用做些讨论与分享。
1 高分子材料3D 打印方法介绍增材制造(Additive manufacturing ,简称AM )技术,是一种与传统的材料去除加工方法相反的,通过CAD 设计模型,采用离散材料(液体、粉末、线材)逐层堆积制造三维实体的技术。
通俗也称3D 打印技术(3D Print -ing )是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义制造技术”,其核心是数字化、智能化制造,实现了随时、随地、按需生产。
从19世纪80年代第一台3D 打印机诞生以来,增材制造技术得到了迅速发展,被英国杂志《经高分子材料3D 打印应用与案例陶永亮1,杨建京2(1.重庆川仪工程塑料有限公司,重庆 400712;2.广东模科激光科技有限公司,广东 珠海 519001)摘要:高分子材料3D 打印是增材制造的重要部分,其3D 打印方式较多,发展前景广阔。
本文以高分子材料在3D 打印领域应用为主,讲述了常用的三种高分子材料3D 打印方式原理和实际应用案例,介绍了其他四种高分子材料3D 打印方式原理及技术要点,了解了我国聚合物3D 打印机向超大型高温型发展的动态以及3D 打印丝材转向使用粒料节约材料成本,兼容多种高性能3D 打印材料,让聚合物3D 打印更好地为国民经济发展增添新动能。
高分子材料技术的发展现状与未来趋势
高分子材料技术的发展现状与未来趋势近年来,高分子材料技术在科技领域取得了巨大的发展和突破,它不仅改变了人们的生活方式,还推动了工业的革命。
本文将探讨高分子材料技术的发展现状以及未来的趋势。
首先,让我们来了解高分子材料的定义和特点。
高分子材料是由大量分子通过共价键连接而形成的聚合物,如塑料和橡胶。
它具有轻质、高强度、耐腐蚀、绝缘性能好、生物相容性高等特点,被广泛应用于各个领域。
目前,高分子材料技术已经渗透到生活的方方面面。
在汽车制造业中,高分子材料被广泛应用于车身结构和内饰件的制造,使车辆更轻、更安全。
在电子产品中,高分子材料的应用使得可穿戴设备如智能手表和智能眼镜变得更加舒适轻便。
此外,高分子材料还广泛应用于医疗器械、航空航天等领域。
然而,高分子材料技术仍然面临一些挑战和限制。
首先,高分子材料的可持续性仍然是一个问题。
塑料制品的大量使用导致了环境污染和资源浪费。
因此,寻找可替代塑料的生物可降解材料成为了一个研究热点。
其次,高分子材料的力学性能和耐久性仍然有待提高。
高分子材料在高温、高压、紫外线等极端环境下的稳定性问题需要更多的研究。
未来,高分子材料技术有很大的发展潜力。
一方面,随着环保意识的增强,研究人员将更加注重开发可持续性的高分子材料。
生物可降解材料、可回收材料和可再生材料将成为新的研究方向。
另一方面,高分子材料的性能将进一步提高。
纳米材料技术的发展使得高分子材料具有了更好的强度、导电性和稳定性。
此外,3D打印技术的出现也为高分子材料的应用带来了新的机遇。
通过3D打印,可以制造出更复杂的结构和形状的高分子材料制品。
此外,高分子材料技术还将与其他领域的技术相结合,产生更多的创新。
例如,将高分子材料与生物技术相结合,可以开发出更适合人体生物医学应用的材料。
将高分子材料与纳米技术相结合,可以制造出更小尺寸、更高性能的材料。
综上所述,高分子材料技术的发展现状非常迅速,它已经在各个领域产生了巨大的影响。
高分子材料新技术与应用
高分子材料新技术与应用一、简介高分子材料作为一种新型材料,其应用范围广泛,可用于制作塑料制品、高分子纤维、高分子薄膜等。
随着科技的不断发展,高分子材料的生产技术也得到了不断改进,研究人员们也不断开发出新的高分子材料新技术和应用。
本文将从高分子材料新技术和应用的角度,对其进行探讨。
二、新技术1. 三维打印技术三维打印技术是一种将CAD文件中的3D模型,直接通过3D 打印机打印出来的技术。
高分子材料作为3D打印材料之一,具有优异的物理性质和化学稳定性,广泛应用于3D打印技术中。
3D 打印技术可以制造出具有复杂形状的产品,并且可以快速定制,大大提高了生产效率。
2. 纳米技术纳米技术是对材料进行纳米尺度的分析和研究,它可以对材料进行微观结构、特殊性质和化学反应的深入探讨。
高分子材料在纳米技术中的应用非常广泛,可以通过纳米技术改变高分子材料的性质,如增强其力学性能、改善其加工性能等。
3. 生物技术生物技术将生物学、化学和物理学的知识联系在一起,这种技术可以用于改善高分子材料的性质、增加其功能和改善材料的可持续性能。
例如,高分子材料可以用于制作生物耐用性材料、生物兼容性材料等。
三、应用1. 高分子材料在汽车工业中的应用高分子材料在汽车工业中的应用越来越广泛。
例如,高分子材料可以用于制造轮胎和悬挂系统、车身面板和挡泥板等。
高分子材料的使用可以降低汽车重量、提高其力学性能和降低油耗,从而提高汽车的性能和经济性。
2. 高分子材料在食品包装中的应用高分子材料作为一种理想的食品包装材料,可保持食品的新鲜度、色泽和味道,还可有效地防止微生物污染。
高分子材料在食品包装中的应用已经成为食品工业中不可缺少的一部分。
3. 高分子材料在医学中的应用高分子材料在医学中的应用范围广泛,例如,它们可以用于制造人工骨骼、心脏阀和其他生物医学器械。
高分子材料还可以用于制造药用胶囊、人工关节和药物缓释器。
这些应用可以帮助改善医疗技术、提高治疗效率和降低治疗成本。
高分子材料的发展历程及未来发展趋势
高分子材料的发展历程及未来发展趋势一、发展历程高分子材料是指由高分子化合物构成的材料,具有重量轻、强度高、耐磨损、耐腐蚀等优点,广泛应用于各个领域。
下面将介绍高分子材料的发展历程。
1. 早期阶段高分子材料的起源可以追溯到19世纪末20世纪初,当时的研究主要集中在天然高分子材料,如橡胶和纤维素。
这些材料具有良好的柔韧性和强度,但在加工和耐久性方面存在一些问题。
2. 合成高分子材料的发展20世纪初,合成高分子材料的研究开始兴起。
1907年,化学家Leo Hendrik Baekeland发现了第一个合成塑料——酚醛树脂,这被认为是合成高分子材料的里程碑。
随后,聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等合成塑料相继问世,推动了高分子材料的发展。
3. 高分子材料的应用扩展随着合成高分子材料的不断发展,高分子材料的应用范围也不断扩大。
在20世纪中叶,高分子材料开始广泛应用于电子、汽车、建筑、医疗等领域。
例如,聚碳酸酯被用于制造光学镜片,聚酰胺用于制造纤维和塑料等。
4. 高分子材料的功能化近年来,高分子材料的研究重点逐渐转向了功能化。
通过在高分子材料中引入特定的功能基团或添加剂,可以赋予材料特殊的性能,如导电性、磁性、光学性等。
这使得高分子材料在电子、光电子、生物医学等领域的应用得到了进一步拓展。
二、未来发展趋势高分子材料在各个领域的应用前景广阔,下面将介绍未来高分子材料的发展趋势。
1. 环保可持续发展随着环保意识的提高,未来高分子材料的发展将更加注重环境友好型和可持续发展。
研究人员将致力于开发可降解的高分子材料,以减少对环境的影响。
同时,通过改进材料的生产过程,降低能源消耗和废弃物产生,实现循环利用。
2. 高性能材料的研究未来,高分子材料的研究将更加注重材料的性能提升。
例如,开发高强度、高韧性的高分子材料,以满足航空航天、汽车等领域对材料强度和耐久性的要求。
同时,研究人员还将关注高分子材料的导电性、光学性等特殊性能,以满足电子、光电子等领域的需求。
高分子材料3D打印技术
高分子材料 3D 打印技术摘要:3D打印作为一种新兴的技术实现了材料的快速制造,同时可以对材料的结构更精确快速的设计,这无疑是推动众多领域发展的助力。
3D打印与高分子材料的结合为制造技术开辟了新的途径。
基于此,本文针对高分子3D打印材料及打印技术进行探讨分析,以供参考。
关键词:高分子材料;3D打印技术;打印材料引言根据ASTM标准,3D打印的名称是增材制造。
当前,3D打印技术被广泛用于航空航天、医疗保健、文化和教育领域。
这项技术的创造和发展,不仅会促进制造技术的创新,还将影响这些领域中的一些概念和思维模式的创新,并最终影响制造业。
3D打印材料一直是3D打印领域当前的研究热点和研究难点,而对高分子材料的研究日益成为3D打印技术的深入开发和实际应用的关键要素。
核心价值主要体现在:一方面,高分子材料具有种类繁多、化学性质各异、可塑性强等特点,不仅可打印出形状多样性的产品,而且可打印出功能多样性的产品。
另一方面,高分子材料具有质量轻、强度高的特点,比如部分的工程塑料,其力学强度堪比金属材料,而其密度却很小。
在现实生活中,是打印汽车零件等物品的首选。
由于这些特点使得高分子材料在3D打印领域得到了广泛的应用,刚好也是当今3D打印市场所需。
1高分子3D打印技术1.1喷墨直接成型技术喷墨直接成型技术很明显是一种基于墨水的技术,该技术依赖于有胶体有机材料制成的墨水丝的沉积从而逐层构建模型。
在喷墨成型技术中,在打印墨水中直接溶解成型材料或者将成型材料分散在墨水中。
在施加电压后,通过传感器来控制所需要喷射的喷孔喷墨,打印喷头将墨水直接从喷嘴中喷射或者挤压出来在衬底表面沉积形成二维片层,然后通过层层的堆积来形成三维立体结构。
喷墨直接成型技术的优势在于可以有效地降低成本、合理的利用材料并且做构建出来的三维模型精度较高。
但是该技术受到打印墨水浓度的影响,浓度过高容易堵塞喷孔导致不能正常喷墨从而导致不能快速成型[1]。
1.2熔融沉积成型技术基于熔融沉积的3D打印技术最早是由ScottCrump在1989年发明并申请一FDM为核心的专利技术。
3d打印材料概述
Somos 11122:看上去更像是真实透明的塑料,具有防水和尺寸稳定性。拥有多种类 似工程塑料的特性。这些特性使它很适合用在汽车、医药、电子类消费、透镜、包 装、流体分析、RTV翻模、耐用的概念模型、 风洞试验、快速铸造等。
Somos 19120:材料为粉红色材质,铸造专
分类
1. 按材料的化学性能分类 按材料的化学性能不同又可分为高分子、金属材料、陶瓷材料和复合材料。目 前主要以塑料、光敏树脂为主,以金属为原材料的 3D打印技术通常都非常昂 贵。 2. 按材料的物理状态分类 可以分为液体材料、薄片材料、粉末材料、丝状材料等。 3. 按材料成型方法分类 按成型方法的不同可以分为:SLA材料、LOM材料、SLS材料、FDM材料等。 液态材料:SLA,光敏树脂(聚氨酯丙烯酸酯,环氧丙烯酸酯,不饱和聚酯树 脂,光敏稀释剂等) 固态粉末:SLS 非金属(蜡粉,塑料粉,覆膜陶瓷粉等)。金属粉(不锈钢粉, 钛金属粉等) 固态片材:LOM 纸,塑料,金属铂 固态丝材:FDM。蜡丝,ABS丝,PLA丝等
金属材料
金属材料
3D打印材料中以金属粉末应用市场最为广阔。因此, 直接用金属粉末烧结成型三维零件是快速成形制造最终目标 之一。由于各种金属材料的化学成分、物理性质不同,因此 成型的机理也各具特征,对金属粉末的性能要求也更为严苛 。昂贵,但价格是传统粉体的10-20 倍。应用于航空航、 医药等高端领域。
大多数ABS部件存在的最大精度障碍就是与3D打印机机床直接 接触的打印表面易出现向上卷曲,采用ABS/丙酮混合物,或使 用发胶喷枪能够避免打印表面产生卷曲 。然而,在打印较大的 物体时3D模型冷却过程热应力会引起的翘曲变形。
高分子
聚乳酸(PLA)是一种热塑性脂肪族聚酯,它具有多种半透明色和光
高分子3D打印材料及打印技术
第49卷第8期2021年4月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.8Apr.2021高分子3D打印材料及打印技术雷磊,Yoann de Rancourt de Mimerand,郭嘉(武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室,湖北武汉430205)摘要:3D打印作为一种新兴的技术实现了材料的快速制造,同时可以对材料的结构更精确快速的设计,这无疑是推动众多领域发展的助力。
3D打印与高分子材料的结合为制造技术开辟了新的途径。
本文对不同的3D打印高分子材料ABS、PLA、PC 等进行了论述,同时对于不同材料所对应的不同的3D打印技术原理进行了简要说明。
对于不同3D打印技术的优缺点也进行了大致的描述。
关键词:高分子材料;3D打印技术;打印材料中图分类号:TB381文献标志码:A文章编号:1001-9677(2021)08-0007-04 3D Printing of Polymer Materials and Printing TechnologyLEI Lei,Yoann de Rancourt de Mimerand,GUO Jia(Key Laboratory of Green Chemical Process Ministry of Education,Wuhan Institute of Technology,Hubei Wuhan430205,China)Abstract:3D printing,as an emerging technology,is considered as the rapid manufacturing of materials and enables the structure of materials to be designed more accurately and rapidly,which is undoubtedly a driving force for the development of many fields.The combination of3D printing and polymer materials opens up a new way for manufacturing technology.Different3D printing polymer materials such as ABS,PLA and PC were discussed,and different3D printing technology principles corresponding to different materials were briefly explained.The advantages and disadvantages of different3D printing technologies were also generally described.Key words:polymer material;3D printing;printing material目前全球正经历着一场新的工业,这场在新时代工业的重点在于将互联网、新材料、与新技术相结合来应用于工业生产。
高分子材料的发展历程及未来发展趋势
高分子材料的发展历程及未来发展趋势概述:高分子材料是一类以聚合物为主体的材料,具有重要的应用价值和广泛的应用领域。
本文将介绍高分子材料的发展历程以及未来的发展趋势。
一、高分子材料的发展历程高分子材料的发展可以追溯到19世纪末,当时科学家开始研究天然高分子材料,如橡胶和纤维素。
20世纪初,人们开始合成合成高分子材料,如聚乙烯和聚丙烯。
随着合成技术的不断发展,高分子材料的种类和性能得到了大幅度提升。
在20世纪50年代,高分子材料进入了快速发展的阶段。
人们发现了新的合成方法和改性技术,使高分子材料的性能得到了进一步提升。
例如,聚酰胺纤维的发明使得纤维材料的强度和耐热性大幅度提高,广泛应用于航空航天等领域。
此外,聚合物合成技术的进步也使得高分子材料的成本得到了降低,进一步推动了其应用的扩大。
在20世纪70年代,高分子材料的研究重点逐渐转向了功能性材料的开发。
人们开始探索高分子材料在电子、光学、医学等领域的应用。
例如,聚合物发光二极管(PLED)的研究取得了重大突破,为有机发光材料的应用奠定了基础。
此外,高分子材料在药物传递、组织工程等领域也取得了重要进展。
二、高分子材料的未来发展趋势1. 可持续发展:随着环境保护意识的增强,高分子材料的可持续发展将成为未来的重要方向。
人们将更加注重材料的循环利用和生态友好性。
例如,可降解高分子材料的研究和应用将得到进一步推广,以减少对环境的影响。
2. 功能化材料:高分子材料的功能化将成为未来的研究热点。
人们将致力于开发具有特殊功能的高分子材料,如自修复材料、智能材料和可控释放材料等。
这些功能化材料将有望应用于电子、能源、医学等领域,为人类带来更多便利和创新。
3. 纳米技术的应用:纳米技术将为高分子材料的发展提供新的机遇和挑战。
通过纳米技术的应用,可以调控高分子材料的结构和性能,实现更好的性能优化。
例如,纳米填料的引入可以显著改善高分子材料的力学性能和导热性能。
4. 多功能复合材料:多功能复合材料将成为高分子材料的发展趋势之一。
3D打印技术制备生物医用高分子材料的研究进展
3D打印技术制备生物医用高分子材料的研究进展一、本文概述1、简述3D打印技术的发展历程及其在生物医用领域的应用。
3D打印技术自20世纪80年代诞生以来,经历了从初步探索到逐步成熟的发展历程。
这项技术最初主要被应用于工业设计和原型制造领域,但随着时间的推移,其应用领域逐渐扩大,特别是在生物医用领域的应用取得了显著进展。
在生物医用领域,3D打印技术的应用最初主要集中在制造生物相容性的支架和模型上。
通过3D打印技术,研究人员能够精确控制材料的形状和结构,从而制造出与人体组织相似度高、具有良好生物相容性的支架,用于支持细胞生长和组织再生。
这些支架在骨缺损修复、血管再生、皮肤创伤愈合等方面具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步,3D打印技术在生物医用领域的应用逐渐深入。
如今,研究人员已经可以利用3D打印技术制造出更为复杂的生物组织和器官,如心脏瓣膜、血管、软骨等。
3D打印技术还被应用于药物传递系统和细胞治疗等领域,为个性化医疗和精准治疗提供了有力支持。
3D打印技术的发展历程见证了其在生物医用领域的广泛应用和不断进步。
随着技术的不断完善和创新,相信未来3D打印技术将在生物医用领域发挥更加重要的作用,为人类健康事业作出更大的贡献。
2、强调生物医用高分子材料在医疗领域的重要性。
随着医疗技术的不断进步和人们健康需求的日益增长,生物医用高分子材料在医疗领域的重要性日益凸显。
这些材料以其独特的生物相容性、可降解性、良好的机械性能以及可定制性等优势,广泛应用于药物载体、组织工程、医疗器械、诊断试剂等多个方面,为现代医学的发展提供了强有力的支撑。
生物医用高分子材料作为药物载体,能够实现药物的精准输送和控释,提高药物疗效,降低副作用。
例如,利用高分子材料制备的纳米药物载体,可以将药物直接输送到病变部位,实现药物的靶向释放,显著提高药物的治疗效果和患者的生存质量。
在组织工程领域,生物医用高分子材料可以模拟天然组织的结构和功能,为细胞的生长和分化提供适宜的环境。
高分子材料的工作总结报告
高分子材料的工作总结报告高分子材料是一种具有高分子量、由重复单元结构组成的材料,具有优异的物理性能和化学性能。
在工程领域中,高分子材料被广泛应用于制造各种产品,如塑料制品、橡胶制品、纤维和涂料等。
在本文中,我们将对高分子材料的工作进行总结报告,以便更好地了解其在工程领域中的应用和发展趋势。
首先,高分子材料在工程领域中具有广泛的应用。
塑料制品是高分子材料最常见的应用之一,其轻便、耐用、易加工的特性使其成为制造各种产品的理想材料。
橡胶制品则广泛应用于汽车、航空航天和医疗设备等领域,具有良好的弹性和耐磨性。
此外,高分子材料还被用于制造纤维,如聚酯纤维和尼龙纤维,用于制造服装、绳索和地毯等产品。
涂料领域也是高分子材料的应用领域之一,其具有优异的耐候性和抗腐蚀性,被广泛用于建筑、汽车和船舶等领域。
其次,高分子材料的工作总结报告还包括其在工程领域中的发展趋势。
随着科学技术的不断进步,高分子材料的研发和应用也在不断创新。
例如,高分子纳米复合材料是目前的研究热点之一,其具有优异的力学性能和导电性能,被广泛应用于航空航天、电子和医疗设备等领域。
另外,生物降解高分子材料也是近年来的研究重点,其具有可降解、环保的特性,被广泛应用于塑料袋、食品包装和医疗器械等领域。
此外,高分子材料在3D打印、纳米技术和光学材料等方面的应用也在不断拓展和深化。
总之,高分子材料在工程领域中具有广泛的应用和发展前景。
通过本文的工作总结报告,我们可以更好地了解高分子材料在工程领域中的应用和发展趋势,为其未来的研究和应用提供参考和借鉴。
希望高分子材料在工程领域中能够发挥更大的作用,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
基于3D打印机高分子材料SLA应用
基于3D打印机高分子材料SLA应用3D打印技术是一种快速而灵活的生产方式,可以制造出各种形状和大小的产品,整个过程可以在短时间内完成。
其中,STL格式的三维模型被分层并利用高精度的3D打印机进行打印,使其成为具有特定几何形状和体积的实际物体。
3D打印技术的广泛应用吸引了越来越多的人,而且其应用领域日益扩大。
高分子材料SLA (Stereolithography)是一种特别适合3D打印的材料,它具有许多优点,包括在模型解析度,强度和透明度方面具有优异性能。
SLA材料通常用于制造不同尺寸和形状的零件,如医疗器械、汽车零件、电子产品和航空航天领域等。
以下是几种基于高分子材料SLA的3D打印应用:1. 医疗器械:SLA材料可以制造出各种复杂的医疗器械,如牙套、义齿和骨科植入物等。
它可以根据患者的口腔或骨骼模型制造成适合患者的器械,使手术更为精准和安全。
2. 汽车零部件:SLA材料可以制造出各种需要高精度的汽车零部件,如测量仪器、导航面板和车内装饰部件。
SLA材料制造出来的零部件具有高强度和耐磨性,同时具有高精度和有良好的表面质量,这使得SLA材料在汽车行业得到广泛应用。
3. 电子产品:SLA材料用于3D打印电子产品外壳,这些电子产品要求材料必须具有很高的精度和强度,同时具有良好的耐高温性和耐磨性。
SLA材料因其优异的物理和化学性能而在电子产品行业得到广泛应用。
4. 航空航天:航空航天领域需要具有高质量且透明度高的零部件。
SLA材料可以制造这些材料,如飞机的座椅、航空器中的仪表盘以及运载火箭的推进器,同时,SLA材料具有较低的重量和优异的阻燃性能,非常适合航空航天领域使用。
3D打印高分子材料发展现状与趋势探讨
3D打印高分子材料发展现状与趋势探讨3D打印技术是一种可以直接利用计算机图形模型构建物体的技术,它可以将数字模型直接转换成实体物体,具有制造速度快、灵活性强、成本低等特点。
在材料领域,3D打印技术已经被广泛应用于金属、陶瓷等材料的制造,而随着高分子材料领域的不断发展,人们对于3D打印高分子材料的研究也越来越深入。
本文将探讨当前3D打印高分子材料的发展现状与未来趋势。
目前,3D打印技术已经在高分子材料领域取得了一定的进展。
传统的3D打印材料主要包括ABS、PLA等热塑性材料,这些材料具有较好的成型性能,但在力学性能、耐热性等方面还存在一定的局限性。
研究人员开始将目光转向高分子材料,希望通过3D打印技术制备出性能更优越的高分子材料制品。
在高分子材料的3D打印领域,主要的研究内容包括材料、工艺和设备等方面。
首先是高分子材料的选择和改性。
研究人员通过对高分子材料的改性,例如添加纳米填料、聚合物合金化等手段,提高了材料的流变性能、热稳定性、机械性能等,使之更适合于3D打印工艺。
其次是工艺参数的优化。
通过调节打印头的温度、速度、层厚等参数,实现对高分子材料的精准成型。
最后是设备的改进。
针对高分子材料的特性,专门设计和改进了适用于高分子材料3D打印的设备,提高了成型的精度和稳定性。
目前,国内外在3D打印高分子材料方面已经取得了一些进展。
美国西北大学的研究团队成功使用聚氨酯材料进行了医学器械领域的3D打印研究,取得了较好的效果。
国内的清华大学、华中科技大学等院校也在3D打印高分子材料方面进行了一系列的研究工作,积极探索高分子材料的3D打印应用。
随着高分子材料的不断发展以及3D打印技术的不断完善,未来3D打印高分子材料的发展趋势将主要体现在以下几个方面:1. 材料多样化。
未来研究重点将从传统的热塑性材料扩展到更多种类的高分子材料,包括热固性塑料、弹性体、高强度聚合物等,以满足不同领域的需求。
2. 功能性高分子材料的研究。
高分子材料加工成型技术创新与发展
高分子材料加工成型技术创新与发展高分子材料加工成型技术是将高分子材料经过物理或化学变化后,通过一系列的操作,将其加工成为所需的形状和尺寸的制品的过程。
高分子材料加工成型技术在现代工业生产中发挥着重要作用。
随着科技的发展和人们对材料性能的要求不断提高,高分子材料加工成型技术也不断进行着创新与发展。
以下是一些高分子材料加工成型技术的创新和发展:1. 3D打印技术3D打印技术是一种新型高分子材料加工成型技术,它利用计算机辅助设计和打印等技术,在加工过程中将高分子材料逐层加工成为复杂形状的零部件。
3D打印技术具有制造速度快、成本低、生产效率高等优点,被广泛应用于航空航天、医疗、工业制造等领域。
2. 注塑成型技术注塑成型技术是一种广泛使用的高分子材料加工成型技术,它将高分子材料加热溶融后装入注塑机的注射室中,通过高压注入模具中成型。
注塑成型技术具有制造速度快、制品精度高、成本低等优点,被广泛应用于电子、汽车零部件、医疗器械等领域。
3. 热塑性加工技术热塑性加工技术是指利用高温软化熔融高分子材料,经过挤出、压延、吹塑、挤压等工艺,加工成为所需的形状的技术。
热塑性加工技术具有加工精度高、生产效率高、设计灵活等优点,广泛应用于包装、建筑、家电、汽车等领域。
4. 热固性加工技术热固性加工技术是指将热固性高分子材料加工成型的技术。
在成型过程中,高分子材料会在高温和压力下发生交联反应,成为固体结构。
热固性材料具有高强度、高耐热性、耐腐蚀性好等优点,被广泛应用于电气、建筑、汽车等领域。
总之,高分子材料加工成型技术的创新和发展将进一步推动现代工业的发展。
高分子材料在3D打印中的应用
高分子材料在3D打印中的应用第一章:引言3D打印技术是一种将数字模型直接转化为实体对象的生产方法,其在现代制造业中的应用越来越广泛。
在传统的3D打印中,常见的材料包括塑料、金属和陶瓷等。
然而,随着高分子材料的发展,其在3D打印领域的应用也得到了迅猛的发展。
本文将探讨高分子材料在3D打印中的应用,包括材料的选择、打印工艺的优化以及应用领域的扩展等方面。
第二章:高分子材料的选择与特点在选择高分子材料进行3D打印时,需要考虑材料的流变性、粘度和固化性等特点。
一些常见的高分子材料如聚乙烯、聚丙烯和聚氨酯等具有较好的流变性和可加工性,适合用于3D打印。
此外,高分子材料的固化性也是选择合适材料的重要因素。
一些可以通过光敏固化或热敏固化等方式来实现固化的高分子材料,可以在3D打印中得到广泛应用。
第三章:高分子材料的3D打印工艺高分子材料的3D打印工艺可以分为多种类型,包括挤出式、光固化和热熔沉积等。
挤出式3D打印是最常见和成熟的工艺,通过加热和加压将高分子材料挤出进行层叠,形成所需的物体。
光固化3D打印使用光敏材料,在紫外光照射下进行固化。
热熔沉积3D打印利用热熔的高分子材料进行层层堆积,形成物体。
根据具体要求和应用领域,不同的3D打印工艺可选择不同的高分子材料进行应用。
第四章:高分子材料在医疗领域的应用高分子材料在医疗领域的3D打印应用已经展现出了巨大的潜力。
通过3D打印技术,可以根据患者的个体化特点,快速制造出适合其需求的医疗器械和假体。
例如,通过使用可降解的高分子材料,可以制造出适应骨骼结构的植入物,提高手术的成功率和患者的生活质量。
另外,3D打印技术还可以应用于制造仿真器官和人体组织等,为医学研究提供便利。
第五章:高分子材料在航空航天领域的应用高分子材料在航空航天领域的3D打印应用也越来越多。
传统的制造方法往往需要复杂的加工或者高成本的模具制造,而通过3D打印技术,可以简化制造流程并减少生产成本。
例如,利用高分子材料的3D打印技术可以制造出阻燃材料、轻质结构以及燃料喷嘴等关键部件,提高航空航天器的性能和可靠性。
高分子3D打印材料和打印工艺探析
高分子3D打印材料和打印工艺探析随着3D打印技术的不断发展和普及,高分子材料在其中的应用越来越广泛。
高分子材料具有良好的开发潜力和广泛的应用前景,可以应用于医疗、汽车、航空航天等领域。
当前,高分子3D打印材料主要包括聚乳酸(PLA)、聚己内酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚亚麻酸(PLA)等,本文将主要从这几个方面探析高分子3D打印材料和打印工艺。
一、聚乳酸(PLA)聚乳酸是一种生物可降解高分子材料,具有良好的物理和机械性质,以及良好的打印特性和表面质量。
与传统3D打印材料相比,聚乳酸具有更低的熔融温度和更高的玻璃化转变温度,这对打印工艺有重要的影响。
目前,PLA是最为常见的高分子材料之一,常用于制作玩具、文具、食品包装等。
二、聚己内酰胺(PA)聚己内酰胺是一种热塑性高分子材料,具有良好的强度、抗腐蚀性、耐磨性和低摩擦系数等优点。
在3D打印中,PA可以通过增加填充物、降低层高等方式来实现优化的机械性质和表面质量。
PA还可以通过紫外线照射来提高其强度和硬度。
目前,PA被广泛应用于汽车零部件、机械零部件等领域。
三、聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯是一种透明高分子材料,具有出色的耐冲击性、耐热性和阻燃性能。
在3D打印中,PC需要高温才能熔融,因此需要使用特殊的热床和喷头,在打印时需要注意细节,否则会导致打印失败。
PC打印出来的物品表面光滑,透明度高,广泛应用于照明、医疗、汽车等领域。
聚亚麻酸是一种生物可降解高分子材料,和PLA相似,但是具有更高的熔融温度和更高的机械强度。
此外,PLA对潮湿环境敏感,容易吸水变形,在高温下容易软化。
而聚亚麻酸则可以在更高温度下打印,加工更加稳定。
主要应用于医疗器械、食品包装等领域。
在高分子3D打印工艺方面,打印温度、喷嘴直径、层高、填充率等都会影响打印效果。
高分子材料对于高温和湿度的敏感性也需要特别注意。
打印时需要注意每一层的与下一层的黏着度,以及完成后的表面处理和后加工。
综上,高分子材料在3D打印中的应用愈发广泛,未来随着技术的发展和不断的研究,高分子材料的应用前景将会更加广阔。
高分子3D打印材料和打印工艺探析
高分子3D打印材料和打印工艺探析1. 引言1.1 背景介绍传统的高分子材料加工方式存在一些缺陷,如生产周期长、效率低、无法实现个性化定制等。
而高分子3D打印技术能够根据设计需求将材料逐层堆积打印,实现复杂结构的制造,从而突破了传统加工方式的局限性。
研究高分子3D打印材料和打印工艺具有重要的意义,不仅可以提高高分子材料加工的效率和质量,还可以满足市场对个性化定制的需求。
通过对高分子3D打印技术的探索和优化,可以为高分子材料在医疗、航空航天、汽车等领域的应用提供新的可能性。
【字数:219】1.2 研究意义高分子3D打印材料和打印工艺是当前研究热点之一,具有重要的科学意义和应用前景。
高分子3D打印技术具有广泛的应用领域,涵盖了医疗、汽车、航空航天、电子、建筑等多个领域。
通过不同的高分子材料和打印工艺,可以实现快速定制产品、个性化定制、小批量生产等需求,为相关产业带来革命性的变革。
高分子3D打印材料和工艺的研究可以促进高分子材料的性能提升及应用拓展。
通过对高分子材料结构、性能、打印工艺等方面的深入研究,可以实现高分子材料的定向设计和优化,提高材料的机械性能、热性能、耐化学性等,为高分子材料的广泛应用提供基础支撑。
高分子3D打印技术还可以推动传统制造业向数字化、智能化方向发展。
通过高分子3D打印技术,可以实现从设计到生产的一体化,减少中间环节、缩短生产周期,提高生产效率和产品质量。
研究高分子3D打印材料和工艺具有重要的理论研究意义和实践价值。
1.3 研究方法研究方法是进行高分子3D打印材料和打印工艺探析的基础。
在本文研究中,我们将采用以下方法来实现研究的目的:1. 文献综述:通过对已有的相关文献进行综述,我们将了解当前高分子3D打印材料和工艺的研究现状和进展,从而为我们的研究提供理论基础和参考。
2. 实验研究:我们将设计并进行一系列实验,以验证高分子3D打印材料的性能和打印工艺的可行性。
通过实验数据的收集和分析,我们可以对材料和工艺进行评估,并为后续的优化提供依据。
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数字光处理 (DLP)
基本材料 热塑性塑料,共晶系统金属、可食用材料
几乎任何合金 几乎任何合金
钛合金 钛合金,钴铬合金,不锈钢,铝
热塑性粉末 热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末
石膏 纸、金属膜、塑料薄膜
光硬化树脂
光硬化树脂
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3D 打印工艺
几种不同的打印原料的3D打印机。 • 2010年12月8日 – Organovo公司,一个注重生物打印技术的再生医学研究公司,公开第一个利用生物打印技术
打印完整血管的数据资源。 • 2012年3月 - 维也纳大学的研究人员宣布利用二光子平板印刷技术(two-photon lithography)突破了3D打印
*云虹,郭毕佳 快速成型技术的典型方法比较[J ], 武汉纺织工学院学报,19960206.
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选择性激光烧结(SLS)
SLS技术是一种使用高功率激光(如二氧化碳激光)的添加制造技术,其原理如 图所示。将很小的材料粒子融合成团块,形成所需要的三维形状。高功率激光根据三 维数据(如制作的CAD文件或扫描数据)所生成的切面数据,选择性地融化粉末层表 面的粉末材料,然后每扫描一个粉末层,工作平台就下降一个层的厚度,一个新的材 料层又被施加在上面,这个过程一直重复至完成制造。*
• 1.熔融沉积式 (FDM)* • 2.选择性激光烧结(SLS)* • 3.选择性热烧结 (SHS) • 4.分层实体制造 (LOM) • 5.立体平板印刷 (SLA)
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熔融沉积式 (FDM)
通过将丝状材料如热塑性塑料、蜡或金属的熔 丝从加热的喷嘴挤出,按照零件每一层的预定轨迹 ,以固定的速率进行熔体沉积。每完成一层,工作 台下降一个层厚进行迭加沉积新的一层,如此反复 最终实现零件的沉积成型。FDM工艺的关键是保 持半流动成型材料的温度刚好在熔点之上(比熔点 高1℃左右)。其每一层片的厚度由挤出丝的的直径 决定,通常是0.25~0.50mm。*
*张桂兰.解密3D打印[J].印刷技术,2013/10
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~立体平板印刷(SLA)
SLA的工作过程如图所示,紫外线激光 束通过检流镜驱动,扫描装有液体感光 树脂的桶表面,激活聚合反应,树脂硬 化形成三维物体的一个固体层。完成一 层的构建后,平台将会下降单层厚度 (通常0.05~0.15mm)。然后,刀片 扫过部件的横截面,为其涂上新的材料, 在这个新的液体表面,再由激光束固化 出随后一层的图案,合并到前一层。如 此反复,就可形成一个完整的3D部件。 构建完成后,部件将被浸入化学药液中, 以清洗掉多余的树脂,随后在紫外线烘 箱内进一步完成产品的固化。*
*张桂兰.解密3D打印[J].印刷技术,2013/10
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发展历程
• 1984年 - 查尔斯•赫尔发明将数字资源打印成三维立体模型的技术-打印出 小水杯。
• 1986年 - 查尔斯•赫尔命名他发明的技术叫立体光敏成型技术,并以此获得 了专利
• 1988年 - 斯科特•克伦普发明了熔融沉积成型技术(FDM)。 • 1989年 - 斯科特•克伦普成立了Stratasys公司。 • 1991 - Helisys售出第一台叠层法快速成型(LOM)系统。 • 1992 - Stratasys公司售出首台基于FDM技术的“三维建模”机器。 • 1992年 - DTM售出首台选择性激光烧结(SLS)系统。
的最小极限,展示了一辆不到0.3mm的赛车模型。 • 2013年11月 - 美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(Solid Concepts)设计制造出3D打印金属手枪。
• 为什么发展如此之快
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2.高分子材料
• 打印材料有哪些? • *常用的3D打印材料可分为金属、无机非金属和聚合物材料三大类。 • *其中用量最大、应用最广、成型方式最多的材料为聚合物材料。 • *不同于传统成型工艺,3D打印对聚合物材料的性能和适用性提出了更高的
适应3D打印技术的高分子材料研究进展
2111606092
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CONTENTS
01 3D打印技术简介 02 •高分子材料的应用 03 •结语
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1. 3D打印技术简介
什么是3D打印技术?
3D打印技术是指由数字模型(CAD)直接驱动的,运用金属、 塑料、陶瓷、树脂、蜡、纸、砂等可粘合材料,在快速成形设 备里通过逐层叠加的方式来构造物理实体的技术。
*张桂兰.解密3D打印[J].印刷技术,2013/10
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~分层实体制造(LOM)
激光切割系统按照计算机提取的横截面轮 廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作 台上的纸割出轮廓线,并将箔材无轮廓区切 割成小碎片。然后,由热压机构将一层层纸 压紧并粘合在一起。可升降工作台支撑正在 成型的工件,并在每层成型之后,降低一个 纸厚,以便送进、粘合和切割新的一层箔材。 最后形成由许多小废料块包围的三维原型零 件。然后取出,将多余的废料小块剔除,最 终获得三维产品。*
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发展历程
• 2005年 – Z Corp.推出的Spectrum Z510。这是市场上第一台高清彩色三维打印机。 • 2008年 – 第一个基于Reprap的3D打印机面世。它可以打印自身所需部件中的约50%。 • 2008 - Objet Geometries公司推出其革命性的Connex500™快速成型系统,它是有史以来第一台能够同时使用
*张桂兰.解密3D打印[J].印刷技术作过程与SLS 机类似,不同的是,SHS机使用的是热敏打印头,而非激 光打印头。热敏打印头将热量供给构建室中的热塑性粉末层,即可形成任意复杂的几何形 状。其每层的厚度为0.1mm,使用的材料为热塑性粉末.*
涉及领域
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基本原理
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系 统特点也各有不同。但都是基于离散堆积原理——分层制造, 逐层叠加。
基本流程
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类型 挤压 线
粒状
粉末层喷头3D打印 层压
光聚合
累计技术 熔融沉积式 (FDM) 电子束自由成形制造(EBF) 直接金属激光烧结(DMLS) 电子束熔化成型(EBM) 选择性激光熔化成型(SLM) 选择性热烧结(SHS) 选择性激光烧结(SLS)