弹性产品用聚酰胺树脂3D打印通用型粉末材料及黏结溶液的研究
3D 打印材料介绍
3D打印材料介绍feigeoer3D 打印所使用的材料均针对3D 打印设备专门研发，其形态为粉末状、丝状、层片状、液体状等等，与普通材料有所区别。
以粉末状打印材料为例，根据打印环境的不同，其粒径一般为1-100μｍ不等，且一般要求粉末有高球形度。
ABS 塑料：ABS（Acrylonitrile–Butadiene–Styrene Copolymer）为使用最广泛非通用塑料之一，它将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的性能结合起来，具备耐冲击、耐高低温、耐化学药品、无毒无味的特性，此外，其易加工、可二次加工。
PLA 塑料：PLA（Polylactic-Acid）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如红薯、玉米）所提炼出的淀粉原料制成。
其相容性、可降解性、物理性能、光泽性与抗拉强度良好，适用于各种加工方法，尤其是吹塑与热塑。
工程塑料：工程塑料（Engineering-Plastics）是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，耐热性、耐冲击性、抗老化性与机械性能良好，主要用于工业。
主要品种有：聚酰胺（尼龙），聚苯硫醚，聚碳酸酯，聚甲醛，PBT，聚苯醚。
光敏树脂：光敏树脂是由高分子组成的胶状物质，由于粘度低、固化收缩小速率快程度高、溶胀小、光敏感性高等特性，成型后产品外观平滑，呈现出透明至半透明的磨砂状。
常见的光敏树脂有somos NEXT 材料、树脂somos11122 材料、somos19120 材料和环氧树脂。
橡胶类材料：橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特性，其硬度低、断裂伸长率高、抗撕裂强度大、拉伸强度大，非常适合应用于要求防滑或柔软表面的领域。
3D 打印的橡胶类材料产品主要有消费类电子产品、医疗设备以及汽车内饰、轮胎、垫片等。
金属材料：3D 打印所使用的金属粉末与一般金属不同，要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。
目前，应用于3D 打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。
3D打印超疏水超亲油多孔膜及其在油水分离中的应用
2、设备
ห้องสมุดไป่ตู้
2、设备
制备3D打印超疏水超亲油多孔膜需要使用的设备包括3D打印机、喷壶、烘箱 和测量仪器等。其中，3D打印机用于制造多孔膜的主体结构；喷壶用于将液态聚 氨酯、聚硅氧烷和二氧化硅等材料喷洒到打印好的基底上；烘箱用于在一定温度 下将材料固化；测量仪器则用于检测多孔膜的各项性能指标。
3、方法
制备方法
化学法：化学法是通过在材料表面引入特定官能团或改变表面化学组成来实 现超亲水超疏油性的。常见的化学法包括氧化还原反应、偶联反应、光引发聚合 等。这些方法可以在材料表面引入羟基、羧基、氨基等亲水基团，从而提高材料 的亲水性；同时通过在表面引入氟、硅、硫等非极性基团来提高材料的疏油性。
制备方法
内容摘要
结果与讨论： 实验结果表明，所制备的超疏水超亲油水性环氧树脂乳液涂层具有较高的疏 水性和亲油性。在油水混合物中，涂层滤纸能够快速吸附并分离油和水。通过测 量涂层滤纸的接触角和滚动角，发现其具有极佳的超疏水性能。当接触角超过 150°时，涂层滤纸能够有效地防止水滴粘附，并使水迅速滚落。同时，涂层滤 纸还具有良好的亲油性能，能够快速吸附和渗透油滴。
生物法：生物法是利用微生物或酶等生物资源来改善材料表面的亲水性和疏 油性。例如，通过在材料表面引入微生物发酵产生的多糖或酶催化合成的生物大 分子，可以提高材料的亲水性和疏油性。
性能评价
性能评价
超亲水超疏油油水分离材料的性能评价是确保制备的材料具有优良的分离性 能的重要环节。以下是几种常见的性能评价方法：
谢谢观看
3、方法
制备3D打印超疏水超亲油多孔膜的方法主要包括以下步骤： (1)设计多孔膜的数字模型文件，并使用3D打印机打印出多孔膜的主体结构；
关于针对承担项目情况的解释
HR Planning System Integration and Upgrading Research ofA Suzhou Institution承担项目情况：1）国家自然科学基金“镁合金板材大变形成形机制与过程模拟研究”，编号：50405014，经费：23万元，项目起止年月：2005.1～2007.12，负责人。
2）国家自然基金项目，“辊弯成形全流程动态模拟技术研究”，编号：50375095, 经费：24万元，起止年月：2004.1～2006.12，主要参加人。
3）国家自然基金重点项目，“材料智能化近终成形加工技术的若干基础问题”，编号：50634010, 经费：180万元，起止年月：2007.01～2010.12，主要参加人。
4）国家973计划前期研究项目“材料制备新方法探索及性能研究”，编号：2006CB708600，总经费：1094万元，起止年月：2006.12～2008.11，主要参加人。
5）国家863计划重点项目，“高强高韧镁合金及其应用技术研究”，编号：002AA331120，经费：340万元，起止年月：2002.6～2005.6，主要参加人。
6）国防科工委民口配套项目，“XXX轴承的研究”，编号：MKPT-05-268，经费：165万元，起止年月：2005.1～2006.12，主要参加人。
7）上海市创新科技支撑计划项目子课题，“薄带连铸带钢力学性能及表面裂纹形成机理研究”，编号：07DZ1103，经费：80万元，起止年月：2008.2-2009.12，负责人。
8）教育部新世纪优秀人才计划项目，“镁合金板材变形机理与成形性能的宏微观研究”，编号：NCET-07-0545，经费：50万元，起止年月：2008.1-2010.12，负责人。
9）上海市重点基础研究项目，“ERW焊管排辊成形理论与工艺设计方法研究”，编号：09JC1407000，经费：30万元，起止年月：2009.9～2011.8，负责人。
3D打印的材料及工艺PPT教案
二、塑料的分类
1．按成型性能分类：
热塑性塑料—— 指在特定温度范围内能反复加热软化和 冷却硬化的塑料，其分子结构是链状或枝状结构。变化过程 可逆。热塑性塑料常采用注射、挤出或吹塑等方法成型。
热固性塑料 —— 在受热或其它条件下能固化成不熔性物 质的塑料 ，其分子结构最终为网状结构。变化过程不可逆。 热固性塑料常用于压缩成型，有的也可以采用注射成型。
2.1 3D打印常用材料
2.1.2 塑料
四、3D打印常用塑料
尼龙
汽车方 向盘样 件
材料说明： 尼龙12，具有良好的力学性能和生物相容性，经认证达到 食品安全等级，高精细度，性能稳定，能承受高温烤漆和金属喷涂，适 用于制作展示模型、功能部件、真空铸造原型、最终产品和零配件。它 的表面是有一种沙沙的、粉末的质感，也略微有些疏松。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：白色 材料热变形温度：110℃ 市场价位：20元-27元/千克
2.1.2 塑料
(3) 树脂的分类
天然树脂 ——是指由自然界中动植物分泌物所得的无定 形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。
合成树脂 ——是人们模仿天然树脂的成分，用化学人工 合成方法制取的树脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、 酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。
2.1 3D打印常用材料
2.1.2 塑料 2.添加剂
2.1 3D打印常用材料
2.1.2 塑料
四、3D打印常用塑料
PC材料 PC-ISO材料 PC-ABS材料
材料说明：PC材料是真正的热塑性材料，具备工程塑料的所有特性。高 强度，耐高温，抗冲击，抗弯曲，可以作为最终零部件使用。使用PC材料 制作的样件，可以直接装配使用，广泛应用于交通工具及家电行业。PC的 强度比ABS材料高出60%左右，具备超强的工程材料属性！ 材料应用：电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械 材料颜色：白色 材料热变形温度：138℃ 市场价格：20元-42元/千克
3D打印技术解析 ppt课件
目前3D打印材料主要类型是塑料，液态树脂和金属粉末。 在家用领域，有石膏、光敏树脂、塑料等； 在工业应用中，适用的金属材料只有10余种。 在航空航天等隐性材料上，打印材料逐渐向碳化硅复合材料、
高介电陶瓷等超颖材料发展。此外纳米材料在3D打印技术中也 有很大的优势。 3D打印金属材料主要用的韧性好的不锈钢和钛合金。
理想轮廓 线的补偿
量
理想轮廓补偿量设置不合理直 接影响成形件的尺寸和几何精 度。
应依据挤出丝截面的宽度来进行 补偿。
ppt课件
19
2.2 选择性激光烧结SLS
工艺参数与成形质量之间的关系是SLS技术的研究热点，国内 对此进行了大量的研究。而由于烧结过程的复杂性，进行实时 观察比较困难，因此，人们为了更好的理解烧结过程，对烧结 过程也进行了一定量的研究。
24
溶剂沉淀法
基本原理：溶剂沉淀法是将聚合物溶解在适当的溶剂中，然后 采用改变温度或加入第二种非溶剂等方法使聚合物以粉末状沉 淀出来。
适用材料：特别适合于具有低温柔韧性的高分子材料，这类材 料较难低温粉碎，细粉收率很低，如尼龙。
尼龙 12 粉末制备工艺
制备的粉末微粒形状接近于球形，可以通过控制工艺条件生产 出所需细度的粉末。一般来说，溶剂的用量越大，粉末粒径越 小。
2012年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他 数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。
ppt课件
5
1.1 涵义及原理
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。
粉碎温度的确定
3D打印材料种类对比
3D打印材料种类对比Work hard in everything, everything follows fate!P A 聚酰胺树脂;英文名为polyamide;简称PA..俗称尼龙;它是大分子族链重复单元含有酰胺基团的高聚物的总称..作为工程塑料的聚酰胺分子量一般为1.5-3万;为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂..聚酰胺具有很高的机械强度;软化点高;耐热;摩擦系数低;耐磨损;自润滑性;吸震性和消音性;耐油;耐弱酸;耐碱和一般溶剂;电绝缘性好;有自熄性;无毒;无臭;好;易染色..缺点是吸水性大;影响尺寸稳定性和电性能;纤维增强可降低树脂吸水率;使其能在高温、高湿下工作..聚酰胺与玻璃纤维亲合性十分良好..常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等等..无毒性;但不可长期与酸碱接触..值得注意的是;加入玻纤后;尼龙的抗拉强度可提高2倍左右;耐温能力也相应得到提高.尼龙的收缩率为1%~2%.尼龙作为大用量的工程塑料..广泛用于机械、电器、纺织器材、化工设备、航空等领域..成为各行各业中不可缺少的结构材料;其主要特点如下:1.优良的力学性能..机械强度高;韧性好..2.优良的..如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高;可在150℃下长期使用..经过玻璃纤维增强以后;其热变形温度达到250℃以上..3.优异的电绝缘性能;尼龙的很高;耐击穿电压高;是优良的电气、电器绝缘性材料..4.自润性、耐摩擦性好..尼龙具有很好的自润性;摩擦系数小;从而作为传动部件使用寿命长..5.优良的耐气候性..6.吸水性..尼龙的吸水性大;饱和水可达到3%以上..在一定程度影响制件的尺寸稳定性..成型温度:220-300℃坚韧、耐磨、耐油、;耐水、抗酶菌、但吸水大燃烧鉴别方法:火焰上端黄色;下端蓝色;燃烧后塑料熔滴落;起泡;离火后特殊的羊毛;指甲烧焦味和带芹菜味:弹性好;冲击强度;吸水较大PP聚丙烯Polypropylene;简称PP是一种半结晶的热塑性塑料..具有较高的耐冲击性;机械性质强韧;抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀..在工业界有广泛的应用;是平常常见的高分子材料之一..澳大利亚的钱币也使用聚丙烯制作..1.性状：白色粉末2.密度g/mLat25°C：0.93.熔点oC：1894.溶解性：溶于或硫氰酸盐等溶剂PC聚碳酸酯简称PC是分子链中含有碳酸酯基的;根据酯基的结构可分为、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型..其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的较低;从而限制了其在方面的应用..目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产..由于聚碳酸酯结构上的特殊性;现已成为五大工程中增长速度最快的通用..PSPS又叫聚苯乙烯;诞生于1930年;是一种热塑性塑料..在未着色时透明..制品落地或敲打;有金属似的清脆声;光泽和透明很好;类似于玻璃;性脆易断裂;用手指甲可以在制品表面划出痕迹..改性聚苯乙烯为不透明..常见制品：文具、杯子、食品容器、家电外壳、电气配件等PE中文名称:聚乙烯英文名称:Polyethylene中文别名:高压聚乙烯;LDPE;高压聚乙烯注塑料;线型低密度聚乙烯树脂;线型聚乙烯;LLDPE;低压低密度聚乙烯;PE;聚乙烯树脂;聚乙烯蜡;低分子量聚乙烯;PE蜡;低密度聚乙烯;用于制作农用、食品及工业包装用薄膜;电线电缆包覆及涂层;合成纸张等;保持贮藏器密封、储存在阴凉、干燥的地方;确保工作间有良好的通风或排气装置1.性状：粉末2.密度g/mL;25oC：密度较小0.910~0.9253.熔点oC：140℃4.溶解性：可水解的5.收缩率：1.2~4.0%HDPE 1.5~5%LDPEPVC聚氯乙烯;英文简称PVCPolyvinylchloride;是氯乙烯单体vinylchloridemonomer;简称VCM在过氧化物、偶氮化合物等引发剂;或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物..氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂..PVC为无定形结构的白色粉末;支化度较小;相对密度1.4左右;玻璃化温度77~90℃;170℃左右开始分解;对光和热的稳定性差;在100℃以上或经长时间阳光曝晒;就会分解而产生氯化氢;并进一步自动催化分解;引起变色;物理机械性能也迅速下降;在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性..的PVC分子量一般在5万~11万范围内;具有较大的多分散性;分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点;80~85℃开始软化;130℃变为粘弹态;160~180℃开始转变为粘流态;有较好的;抗张强度60MPa左右;冲击强度5~10kJ/m2;有优异的介电性能..PVC曾是世界上产量最大的通用塑料;应用非常广泛..在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用..密度：1.4g/c㎡σt50-80MPa212℃ABS材料的常规性能塑料ABS无毒、无味;外观呈象牙色半透明;或透明颗粒或粉状..收缩率为0.4%~0.9%;熔融温度217~237℃;力学性能:塑料ABS有优良的力学性能;其冲击强度极好;可以在极低的温度下使用；塑料ABS的耐磨性优良;尺寸稳定性好;又具有耐油性;可用于中等载荷和低转速下的轴承..ABS的耐蠕变性比PSF及PC大;但比PA及POM小..热学性能塑料ABS的热变形温度为93~118℃;制品经退火处理后还可提高10℃左右..ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性;可在-40~100℃的温度范围内使用..电学性能塑料ABS的电绝缘性较好;并且几乎不受温度、湿度和频率的影响;可在大多数环境下使用..环境性能塑料ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响;但可溶于酮类、醛类及氯代烃中;受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂..ABS的耐候性差;在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后;冲击强度下降一半..PLA材料的性能聚乳酸PLA是一种新型的生物基及可;使用可再生的植物资源如玉米所提出的淀粉原料制成..淀粉原料经由糖化得到葡萄糖;再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸;再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸..其具有良好的;使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解;最终生成二氧化碳和水;不污染环境;这对保护环境非常有利;是公认的..熔点：155-185°C密度：1.20-1.30 kg/L铜铜呈紫红色光泽的金属密度8.92克/立方厘米熔点1083.4±0.2℃沸点2567℃铜是人类发现最早的金属之一;也是最好的纯金属之一;稍硬、极坚韧、耐磨损.还有很好的延展性.导热和导电性能较好.铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力;在干燥的空气里很稳定.但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2OH2CO3;这叫铜绿.可溶于硝酸和热浓硫酸;略溶于盐酸.容易被碱侵蚀光敏树脂UV树脂;由聚合物单体与预聚体组成;其中加有光紫外光引发剂或称为光敏剂..在一定波长的紫外光250-300纳米照射下立刻引起聚合反应;完成固化..光敏树脂一般为液态;一般用于制作高强度、耐高温、防水等的材料..物理性质：材料性质：液态外观：透明不锈钢是不锈耐酸钢的简称;耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学酸、碱、盐等化学浸蚀腐蚀的钢种称为..由于两者在化学成分上的差异而使他们的不同;普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀;而耐酸钢则一般均具有不锈性..特点：良好耐腐蚀性能、较高的硬度..材料：普通钢、镍、铬、钼钛合金钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右;仅为钢的60%;纯钛的强度才接近普通钢的强度;一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度..因此钛合金的比强度强度/密度远大于其他金属结构材料;见表7-1;可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件..目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金..99.5%工业纯钛的性能为：ρ=4.5g/立方厘米;为1725℃..。
弹性产品用聚酰胺树脂3D打印通用型粉末材料及黏结溶液的研究
３ ．Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ ０ ５ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｐｏ ｌ ｙ ａ ｍｉ ｄ ｅ Ｒｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｓ Ｐｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐｉ ｎｇ Ｐｏ ｗｄｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｂｉ ｎｄ ｅ ｒ Ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ０ ｒ Ｅｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｐｒ ｏ ｄｕｃ ｔ ｓ ｖ ｉ ａ ３Ｄ Ｐｒ ｉ ｎ ｔ ｉ ｎｇ
Ｎ Ｉ Ｅ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｈ ｕ ａ ， Ｚ ＨＯＵ Ｚ ｈ ｉ — ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ， ＨＵＯ Ｚ ｅ — ｒ ｏ ｎ ｇ ， Ｚ ＨＡＯ Ｎｉ ｎ ｇ （ １ ．Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ ｐ ｏ ｌ ￣ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ，Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ ５ ２ ８ ４ ０ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ｅ ｘ ｕ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｔｈ ｇ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ３ Ｄ ｐ ｒ ｉ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｍｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｏ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｗ ｅ ｒ ｅ ０ ． ８ ～１ ． ８ ＭＰ ａ ａ ｎ ｄ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ａ ｎ １ ０ ％ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．
3D打印技术系统组成
常见3D打印材料
工程塑料
PLA塑料熔丝是另一种常用的3D打印材料。相比ABS材料， PLA一般情况下不需要预先加热床，更易使用且更加适合低端 的3D打印设备。其可降解的特性，使得它在消费级3D打印设 备生产中成为较受欢迎的一种环保材料。PLA有多种颜色可供 选择，而且还有半透明的红、蓝、绿以及全透明的材料，但 通用性不高。
常见3D打印材料
金属材料
不锈钢以其耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等 化学侵蚀性介质腐蚀而得到广泛应用。不锈钢粉末是金属3D 打印经常使用的一类性价比较高的金属粉末材料。3D打印的 不锈钢模型具有较高的强度，而且适合打印尺寸较大的物品。
常见3D打印材料
陶瓷材料
常见3D打印材料
橡胶类材料
橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特征，这些材料所具备 的硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，使其非常适 合于要求防滑或柔软表面的应用领域。3D打印的橡胶类产品 主要有消费类电子产品、医疗设备以及汽车内饰、轮胎、垫 片等。
常见3D打印材料
金属材料
近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，其中，金 属材料的3D打印技术发展尤其迅速。在国防领域，欧美发达 国家非常重视3D打印技术的发展，不惜投入巨资加以研究， 而3D打印金属零部件一直是研究和应用的重点。
3D打印技术系统组成 软 件
设备控制软件主要是根据导入数据处 理生成机器代码,并控制、监测3D打印 设备完成成型加工。如图所示是盈普 TPM3D设备的控制软件EliteCtrlSys的
界面。
3D打印技术系统组成 硬 件
3D打印的硬件主要是指3D打印成型设备,俗 称3D打印机,是3D打印系统的核心组成。 3D打印机的工作过程与普通平面打印机基本 相同,打印机内装有打印材料,根据模型的切 片信息,按照既定路径逐层打印成型（成型的 原理有很多种,详见第5~10章）,然后层层堆 叠,直到形成实体模型。
不同材料在3D打印中的应用
不同材料在3D打印中的应用房鑫卿【摘要】3D打印作为第三次工业革命的重要技术,主要利用计算机三维绘图软件,进行不同打印产品3D模型的建构,并通过对多种复合材料的逐层堆积、黏结成型,来实现机械制造、航空航天、医学或建筑产品的加工生产.主要探讨了不同材料在3D打印中的应用,分别分析金属、聚合物、陶瓷与生物等材料的特性,以及各材料在3D打印中应用的方式与方向.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)005【总页数】2页(P72-73)【关键词】3D打印;不同材料;应用;研究【作者】房鑫卿【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心,广东广州 510530【正文语种】中文【中图分类】TP391.73当前可用于3D打印的材料已超过200种，不同打印材料有着不同的物理和化学性质，其中金属材料、聚合物材料、石化材料及生物材料等为最常见的3D打印材料。
通过对不同打印材料的熔融与堆叠，可以生产出力学性能好、相容性强与成本低的产品。
当前我国3D打印行业使用的金属粉末，包括钛合金、不锈钢、镁铝合金和高温合金等，但由于高端金属粉体材料被国外产品垄断，因此在粉末材料的制造、应用工艺方面，仍旧存在一系列技术难题。
1）钛合金材料在3D打印中的应用。
钛合金材料是一种耐热性高、强度高的耐蚀合金，通常用于制造飞机发动机压气机、涡轮增压器等构件。
2015年，英国金属材料制造商Metalysis在钛金属粉末制造方面取得突破性进展。
其主要利用内芽成形法（FFC法），将金属氧化物TiO2转化为金属粉末，而且能准确控制粉末颗粒的尺寸与分布，该技术已经被用于汽车涡轮增压部件的3D打印。
之后我国在钛合金材料使用方面，主要利用激光3D打印技术，进行钛合金飞机机翼承重件、钛合金整体关键构件的打印，且已经实现批量生产。
现阶段民用客机C919、歼-15、歼-20等飞机的部分零部件，都是使用3D打印技术制造。
此外，由于钛合金金属粉末具有生物相容性、抗腐蚀性，还可用于人体骨骼、关节或手术器械等的制作，满足了医学及其他行业的应用需求。
3d打印技术介绍
电子束选区熔化技术( EBSM) EBSM是采用高能电子束作为加工热源，扫描成形可以通过操纵
磁偏转线圈进行，且电子束具有的真空环境，还可以避免金属粉末在 液相烧结或熔化过程中被氧化。
其利用金属粉末在电子束轰击下熔化的原理，先在铺粉平面上铺 展一层粉末并压实;然后，电子束在计算机的控制下照截面轮廓的信息 进行有选择的熔化、烧结层层堆积，直至整个零件全部熔化、烧结完 成。
LENS 是一种新的快速成形技术， 它由美国 Sandia国家实验室首 先提出。其特点是: 直接制造形状结构复杂的金属功能零件或模具;可加 工的金属或合金材料范围广泛并能实现异质材料零件的制造;可方便加工 熔点高、难加工的材料。
LENS系统同轴送粉器结构示意图
激光选区熔化技术( SLM) SLM 是金属 3D 打印领域的重要部分，其发展历程经历低熔
五、3D打印应用
理论上来讲，3D打印技术可用于各个领域，以 下列举的是目前3D打印涉足较多且取得较好效 果的行业，相信随着技术的进一步发展，3D打 印终将出现在各行各业的日常生产及应用中。
医疗
美国一家儿科医学中心 利用3D打印技术成功制 造出全球第一颗人类心 脏，这颗用塑料打印出 的心脏可以像正常人类 心脏一样正常跳动。外 科医生能够利用3D打印 心脏来练习复杂的手术。
材料-Laywood-D3
德国Laywood-D3丝材是非常常用的打印材料，主要是由PLA和木 粉混合制成的。打印出来的物件材质手感很不错，还带有特殊的木 质香气。材料硬度不高，容易变形，不适合需要承载高强度应力的 应用。
彩色618尼龙材料
Taulman的“618”高强度尼龙聚合材料是专门为3D打印设计的材料。 618材料虽然非常轻巧，但具有高的强度和耐久性。高强度的“618”尼 龙材料另一个优点是，它很容易通过使用标准的织物染料（纺织品和纸张 类染料）易进行染色。你可以非常简单地把材料染成任何你喜欢的颜色。 染色后的材料可以正常地进行打印，唯一不同的是打印温度上升至235℃。
3D打印可以使用的材料及特性
•3D打印使用できる材料と特性•造形方式的区别可以使用的材料和特性造形材料・素材的特征造形材料・素材的物性一览•お問合せご相談•3Dプリンター購入の流れ•体感空間RICOH Rapid Fab•カタログ・資料ダウンロード•メールマガジン登録可以使用的材料和特性：造形材料・素材的特征3D打印可以利用的素材为，从运动鞋鞋底使用的那种柔然的橡胶素材，到产品的保护筐子用的那种具有强度的塑料，运用非常广泛。
不同的材料有不同的性质，比如【柔软】、【不容易破坏】、【耐热性强】等，但是没有所有特性都具备的材料，所以根据材料的使用目的来选择素材是很有必要的。
材料一览•ABS•拟ABS•ASA•PC-ABS•PLA•拟PP•Ultem•拟橡胶•石膏•尼龙6•尼龙11•尼龙12•光硬化性丙烯酸树脂•聚碳酸酯•聚丙烯（PP）•黄蜡ABS～电气化产品的外装零件上被广泛使用主要对应机种拟ABS～可以耐受高等的机能实验。
主要对应机种ASA～适用于室外使用具有耐候性主要对应机种PC-ABS～在电气化产品和汽车零件等上被大量使用。
主要对应机种PLA～对环境比较友好，初级人员也方便使用。
主要对应机种拟PP～高精细造形物的输出主要对应机种Ultem～被航空机等实用零件采用主要对应机种拟橡胶～像橡胶一样的柔软的素材主要对应机种石膏～可以加上颜色，适用于外观评价用的模型制作主要对应机种尼龙6～耐热性较好、汽车零件等被采用主要对应机种尼龙11～较大形状变形的零件上主要对应机种尼龙12～在机械零件上等使用主要对应机种光硬化性丙烯酸树脂～特征是磨砂半透明的玻璃状主要对应机种聚碳酸酯～适用于精密器械、汽车零件，具有高耐久性主要对应机种聚丙烯（PP）～对药品来说具有优秀的安定性主要对应机种蜡～作为最终制造物来使用。
聚己内酯3D打印成型工艺研究及力学性能分析
犚犲狊犲犪狉犮犺狅犳３犇犘狉犻狀狋犻狀犵犕狅犾犱犻狀犵犘狉狅犮犲狊狊狅犳犘犆犔犪狀犱犐狋狊犕犲犮犺犪狀犻犮犪犾犃狀犪犾狔狊犻狊
ＸＩＡＮＧＳｈｅｎｇｙｉ，ＪＩＡＯＺｈｉｗｅｉ ，ＭＩＡＯＪｉａｎｆｅｉ，ＬＩＵ Ｘｉａｏｊｕｎ，ＹＡＮＧ Ｗｅｉｍｉｎ
（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）
檼殥
第３２卷 第４期 ２０１８年４月
檼檼檼檼檼殥 加工与应用
中 国 塑 料
犆犎犐犖犃犘犔犃犛犜犐犆犛
Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．４ Ａｐｒ．，２０１８
檼檼檼檼檼殥
பைடு நூலகம்
檼殥
聚己内酯３犇 打印成型工艺研究及力学性能分析
向声邁，焦志伟 ，苗剑飞，刘晓军，杨卫民
（北京化工大学机电工程学院，北京 １０００２９）
摘 要：以聚己内酯（ＰＣＬ）为材料，采用实验方法，研究了成型温度和打印层高对 ＰＣＬ制品翘曲变形的影响。通过三 维（３Ｄ）打印制备 ＰＣＬ样条，表征了３Ｄ打印 ＰＣＬ的力学性能，并与注射成型进行对比。结果表明，随着成型温度的升 高和打印层高的增加，ＰＣＬ制品的翘曲变形量呈现出先增加后减小的趋势；ＰＣＬ 的３Ｄ打印制品的拉伸强度、弯曲强度 和断裂伸长率均高于传统注射成型工艺。 关 键 词：聚己内酯；三维打印；翘曲变形；力学性能 中图分类号：ＴＱ３２０．６６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１９２７８（２０１８）０４００７４０５ 犇犗犐：１０．１９４９１／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１９２７８．２０１８．０４．０１３
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。
UV树脂研发进展及产业化研究课程
UV树脂研发进展及产业化研究课程UV树脂是一种具有快速固化、高耐候、优异光学性能、高精密度等特点的树脂，因其广泛应用于电子、医疗、汽车、家居等多个领域，被誉为“未来树脂”的材料之一。
近年来，我国对UV树脂研发进展及产业化研究进行了深入探索。
首先，我国在UV树脂研发方面取得了显著进展。
通过对基础材料的研究，我国科研机构和高校开发出了一系列高性能UV 树脂。
例如，利用聚酰胺树脂和丙烯酸树脂的共聚反应制备了高透明度、高耐热性的UV树脂；利用有机硅树脂和丙烯酸树脂的共聚反应制备了具有高弹性、高柔韧性的UV树脂等。
这些新型UV树脂的研发，极大地丰富了我国树脂材料的品种，为相关产业的发展提供了有力的支撑。
其次，我国在UV树脂产业化方面也取得了重要突破。
我国的树脂行业发展迅速，从无到有，经过几十年的努力，形成了一批优秀的树脂企业。
这些企业积极响应国家“中国制造2025”发展战略，逐步实现了从低端到高端的技术升级。
一些企业在UV树脂的生产中采用先进的反应工艺和设备，保证了树脂产品的质量和稳定性。
同时，一些大型企业还与国内外的知名企业进行合作，引进先进技术和设备，进一步提高了我国UV树脂产业的竞争力，提升了产品的市场占有率。
此外，我国还加强了UV树脂研发及产业化的合作与交流。
我国的科研机构和高校与企业之间建立了紧密的联盟关系，共同开展UV树脂的研发工作。
科研机构充分发挥其科研优势，为企业提供技术支持和解决方案。
同时，企业也积极参与科研项目，提供现场实验和数据支持，共同推动UV树脂研发的进展。
此外，我国还通过国内外学术会议和期刊的组织，促进UV树脂研究领域的交流与合作，吸纳国内外专家学者的意见和建议，进一步提高了我国UV树脂研发的水平。
综上所述，UV树脂研发进展及产业化研究是我国树脂行业的重要组成部分。
我国在UV树脂的研发方面取得了一系列重要成果，使得我国的树脂行业迎头赶上，走在了国际前沿。
随着科技的不断进步和产业的不断发展，我相信我国的UV树脂研发和产业化水平将进一步提高，为我国相关产业的发展带来更多机遇和挑战。