工业级熔体微分3D打印技术制作大型工业制品

桌面3D打印技术已得到社会认可,而针对工业级大型3D打印技术的研究很少。工业级熔体微分3D打印技术,采用螺杆塑化熔融方式,具有更大的成型尺寸;可加入颗粒状聚合物,拓宽3D打印耗材种类;使用3 mm大喷嘴,有效提高打印速度。该工业级熔体微分3D打印技术中各个打印参数(如层高、喷嘴直径等)设置对于制品成型及制品力学性能有着至关重要的影响。将不同基材的玻纤复合材料作为研究对象,运用自主搭建的工业级熔体微分3D打印实验平台,研究不同打印参数下制品成型效果。通过SEM电镜图、TGA热重分析仪、DSC差示扫描量热法、拉力测试仪对制品及原材料进行分析。文章验证了该新型工业级熔体微分3D打印机对玻纤复合材料制备大型3D打印制品的可行性,且可以为工业级大型3D打印技术的发展提供理论基础和技术指导。     

3D打印聚乳酸材料加工技术与应用进展

分析了可用于聚乳酸(PLA)材料加工的熔融沉积成型、激光烧结成型、立体光固化成型、熔体微分3D打印以及分层实体制造等3D打印技术的优缺点,详细介绍了不同3D打印技术下PLA材料的成型加工原理、产品质量的影响因素以及相应的PLA材料改性研究进展,并对3D打印PLA材料的加工技术以及在生物医学、工业产品、食品加工、航空航天等领域的应用进行了展望。     

3D打印桌面机制作CNTs/PLA复合材料制品性能分析

3D打印技术已日趋成熟,其简单的成型方式、优良的材料利用率等一系列的优点对传统塑料加工领域的影响日趋深刻。同时3D打印制品依然存在耗材单一、制品用途不广泛等缺点抑制了3D打印技术在传统塑料加工行业中的应用。本文选用3D打印技术中的熔融沉积成型(FDM)加工工艺作为技术支持,使用PLA作为基材,通过加入不同含量的CNTs制作可导电性复合材料作为研究对象,通过对不同配比下CNTs/PLA复合材料所具有的性质进行实验,研究不同配比下CNTs/PLA复合材料的电导率大小的关系。实验结果表明:在CNTs含量为5%的复合材料3D打印制品中就可实现其导电性,电导率为:0.228 1;在CNTs含量为10%的复合材料3D打印制品中导电性较好,电导率为:1.314 7。实验证明了塑料复合材料具备可导电这一性能,并且CNTs含量越高,导电性能越好。本文验证了FDM技术制备可导电性复合材料的产品具有可行性。     

PLA/金属粉末混合物对3D打印成型制品的影响

通过粉体喂料三维(3D)打印机研究了纯聚乳酸(PLA)材料在3D打印过程中打印温度以及填充密度对成型制品的影响;然后在PLA中加入不同比例的金属粉末并制备出混合物料颗粒,通过粉体喂料3D打印机打印成型试样制品,并进行力学性能测试。结果表明,金属粉末含量的增加会导致复合材料拉伸强度的降低;此外,金属粉末含量增加,复合材料的热导率会随之升高,而膨胀系数降低。     

3D打印桌面机制作砂型模具制品分析

3D打印技术由于其简单的加工成型工艺、优异的材料利用率等一系列优点已被人们广泛关注。就目前而言,3D打印技术仅适用于小批量及个性化零配件制品的生产加工,应用范围较窄。本文选用FDM熔融沉积成型技术,以PLA线性材料作为打印原材料制作砂型模具制品,后期使用铸造成型工艺进行批量生产零配件制品。实验结果表明:3D打印制品具有良好的力学性能,3D打印制品可作为砂型模具使用,后期可使用该模具进行铸造成型工艺批量生产小型制品。本文验证了FDM熔融沉积成型技术制备砂型模具具有可行性,且模具后期可用于铸造成型工艺,验证了通过3D打印技术完成批量生产制品的可行性。     

纤维增强复合材料3D打印研究进展

3D打印技术的快速发展使对3D打印制品强度的需求日趋增高,但传统3D打印耗材无法同时满足良好的打印效果和较高的强度,纤维增强成为解决上述问题的1种有效途径。介绍了国内外3D打印纤维增强复合材料的成形工艺研究,按增强纤维的长度将增强方式分为长纤维增强和短纤维增强,其中,将长纤维增强按照纤维嵌入基体的顺序分类为长纤维直接增强和和长纤维间接增强,将短纤维增强按照增强工艺分类为共混-挤出制丝-打印增强、共混-光固化打印增强、共混-直接挤出打印增强。运用熔体微分3D打印机引出了熔体微分3D打印纤维增强复合材料的概念。     

用于3D打印的微晶纤维素/聚乳酸复合材料制备与性能研究

以微晶纤维素（MCC）为增强材料、聚乳酸（PLA）为基体,通过高温熔融共混、挤出、拉丝等流程,制备适用于熔融沉积成型（FDM）3D打印技术的MCC/PLA复合材料,并通过FDM型3D打印机打印出成品。讨论了MCC添加量对该复合材料的力学性能、热性能、微观结构以及3D打印性能的影响。研究结果表明,随着MCC添加量的增加,复合材料的力学性能呈现先增高后下降的变化趋势,当MCC添加量为3%时,其拉伸强度和弯曲强度达到最高,分别为54.55 MPa和64.25 MPa。红外分析证实了微晶纤维素与聚乳酸在熔融时发生了接枝共聚反应。热性能分析表明,添加少量MCC,可以提高复合材料的热稳定性和PLA的结晶度。MCC添加量为3%的MCC/PLA复合材料其力学性能、打印性能和外观达到最佳,可应用于FDM型3D打印技术。     

基于锥形螺杆挤出单元的熔融沉积成型3D打印机及实验研究

研制了一种基于锥形螺杆挤出单元的桌面式熔融沉积成型（FDM）3D打印机,采用锥形螺杆塑化聚合物并挤出丝条,配合沉积平台的运动打印制品。使用聚乳酸（PLA）、 高密度聚乙烯（PE-HD）材料对设备挤丝性能进行了研究,并研究了打印参数包括电机脉冲频率、走丝间距、层厚等对 PLA 拉伸样条性能的影响。结果表明,自制锥形螺杆挤出式 FDM 打印机具有较好的打印效果,合适的电机脉冲频率、走丝间距、层厚等工艺参数可以使打印制件获得较好的表观质量和强度,而较大的走丝间距使制件的拉伸强度下降了约20 %。     

碳纤维增强材料问世可3D打印超强零部件

ArevoLabs在2014年3月24日宣称，他们已经制造出可用于3D打印的新型碳纤维和碳纳米管（CNT）增强型高性能材料，而且使用其专有的3D打印技术和专用软件算法可以使用市场上现有的长丝融熔3D打印机制造产品级的超强聚合物零部件。据了解，ArevoLabs正在为相应的3D打印技术申请专利。     

软物质材料3D打印技术研究进展

软物质材料由于其柔软性和复杂性,难以满足主流3D打印机的耗材要求,限制了3D打印技术的快速普及。介绍了目前国际上不同种类软物质材料3D打印技术的研究发展情况,展示了几种典型应用,并对其成型工艺及装备进行了分析,提出了聚合物熔体微分三维打印机的概念。     

MWNTs/ABS导电3D打印复合耗材的制备与性能

通过双螺杆共混挤出制备不同含量的多壁碳纳米管(MWNTs)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)导电3D打印复合材料。研究了挤出加工次数和MWNTs含量对导电3D打印复合材料的导电性能的影响,分析了不同MWNTs添加量导电3D打印材料的力学行为。结果表明:随挤出加工次数的增加,MWNTs在ABS中的分散更加均匀;增加MWNTs含量不仅可以显著提高3D打印材料的导电性,而且也能提高复合材料的拉伸强度和显微硬度,但材料的韧性下降明显。控制最佳挤出条件,制成了具有防静电功能的导电3D打印复合材料,进行熔融沉积成型(FDM)打印测试效果良好。     

工艺参数对聚合物熔体喷射成滴的影响

介绍了一种机械冲击式聚合物熔体微滴喷射装置,并采用实验分析了不同螺杆转速与冲击频率、不同喷嘴直径、不同基板到喷嘴距离3组工艺参数对聚丙烯（PP）熔体微滴喷射成滴的影响。结果表明,熔体喷射成滴的质量受以上各参数的共同作用影响,只有精确控制以上各工艺参数才能实现均匀微小的聚合物熔体微滴的喷射,从而保证其用于三维打印（3D打印）制造技术时可以实现高精度成型。     

密歇根科技大学研发出可3D打印的聚合物造粒切碎机

<正>日前,密歇根科技大学的研究人员研发出了可3D打印的聚合物造粒切碎机。该切碎机可将3D打印线材切成用于熔融颗粒制造(FGF)3D打印机的颗粒,也可再次挤出为新的卷轴线材,用于标准熔融沉积成型(FDM)3D打印机。该切碎机的特色之处在于可以经济便利地小规模生产定制混合聚合物。由于大多数零部件都是3D打印的,制造切碎机的原料价格仅185美元。这也意味着任何有线材挤出机的制造者都可以利用卷轴线材自行制造混合线材。虽然大部分聚合物材料都可以采购颗粒形式的,但有了切碎机,制造者可将特定的混合线材制成颗粒,然后     

用于3D打印的改性聚乳酸丝材的制备与研究

以聚乳酸(PLA)为基材,Joncryl ADR 4370S为扩链剂,采用熔融共混工艺制备了改性PLA,并通过熔融挤出制得用于3D打印的PLA丝材。研究了ADR扩链剂对PLA热性能、熔体强度、力学性能的影响。结果表明,ADR扩链剂提高了PLA的耐热性和熔体强度;相比纯PLA,改性PLA的力学性能有所提高,当ADR用量为0.4%时,改性PLA的力学性能最佳。采用熔融沉积成型桌面3D打印机测试了PLA丝材的打印效果,结果表明,ADR用量为0.4%时,改性PLA丝材的综合打印性能最好。     

微纳尺度3D打印纳米复合材料技术简析

介绍了微激光烧结成型技术(MSLS)、微滴喷射成型技术(MDJ)、双光子聚合光固化成型技术(TPP)、微立体光刻成型技术(MSLA)、薄材叠层实体制造成型技术(LOM)、丝材熔融沉积成型技术(FDM)的基本情况,对不同微纳米3D打印技术进行比较分析,分析了国内外微纳尺度3D打印纳米复合材料技术的研究进展情况,并指出微纳尺度3D打印纳米复合材料技术未来研究开发的重点。     

微纳尺度3D打印纳米复合材料技术简析

介绍了微激光烧结成型技术(MSLS)、微滴喷射成型技术(MDJ)、双光子聚合光固化成型技术(TPP)、微立体光刻成型技术(MSLA)、薄材叠层实体制造成型技术(LOM)、丝材熔融沉积成型技术(FDM)的基本情况,对不同微纳米3D打印技术进行比较分析,分析了国内外微纳尺度3D打印纳米复合材料技术的研究进展情况,并指出微纳尺度3D打印纳米复合材料技术未来研究开发的重点。     

醋酸纤维素试样3D打印成型性能分析

以粒料醋酸纤维素(CA)为实验材料,用熔体微分粒料3D打印机制备了拉伸测试样条,分析了样条颜色变化的原因。利用桌面级挤出机将粒料CA挤成丝料,并用桌面级丝料3D打印机制备了同样的拉伸样条,分析了其翘曲的原因。对2种不同打印机成型的样品进行拉伸性能测试,对比了2种打印方式成型制品的力学性能。利用CA溶于有机溶剂的特点,将粒料打印机制备的部分样条用丙酮进行黏结,并进行黏结强度测试,探究了CA大型制品分块打印、黏结成型的可行性。研究结果表明,粒料打印机与丝料打印机成型样条的平均最大拉伸应力为19.18和7.05 MPa,2种试样使用丙酮黏结的黏结应力为6.72 MPa,分析了强度差异的原因。由于2种打印机制备的样品各有不足,因此,总结了制品缺陷的原因以及CA成功用于3D打印成型的经验。     

有机硅在3D增材制造业中的突破

<正>增材制造常被称为3D打印,工件由连续层制成。这种技术不需要模具成型工件。此外,3D打印在产品设计方面比传统制造方法拥有更大的灵活性。运用CAD或医学成像技术设计出产品,之后可立即打印成实体产品。在不久的将来,我们会看到用现有技术无法制造的产品设计,即所谓的"不可能产品"。增材制造市场常被分为企业打印机、用户打印机、原材料和服务几个主要部分。服务部分主     

PLA/PHBV共混3D打印线材的制备及性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PLA/PHBV)共混物,用熔融沉积成型(FDM)技术制备了三维(3D)打印标准测试样条,研究了PLA/PHBV质量比对PLA/PHBV共混物及3D打印线材性能的影响。结果表明,PLA/PHBV共混材料是完全不相容的体系,随着PHBV含量的增加,PLA/PHBV共混物以及3D打印制品的拉伸强度下降,但断裂伸长率有所提高;弯曲强度及冲击强度均先上升后下降;注塑样品的拉伸强度最大可达43.31 MPa,断裂伸长率可达5.37%;3D打印制品的拉伸强度最大可达49.16 MPa,断裂伸长率可达7.41%;PLA/PHBV共混物以及3D打印制品淬断断面呈现典型的"海岛"分布,PHBV相均匀的分散在PLA基中;随着PHBV含量的增加,注塑样条的断面逐渐变得粗糙,打印制品层与层之间空隙减小,填充率上升,黏结性能提高。     

空天领域用3D打印纤维复合材料研究进展

3D打印技术是一种将材料、电气、机械、数控和计算机技术集成到一起的新型成型技术,具有材料利用率高、成本低、工艺简单易行等特点;纤维复合材料,是一种具有高比强度、比模量、可设计性强的材料。而3D打印纤维复合材料的制备,是3D打印制造领域与玻璃钢材料制备的交叉研究方向。本文介绍了3D打印工艺在纤维复合材料领域的优势、成型方法,阐述了3D打印在该领域的研究意义、技术难点,对国内外先进机构在航空航天领域的最新研究进展进行了综述分析,最后对该研究的未来发展方向进行了展望。