光固化3D打印用于陶瓷制备的研究进展

光固化3D打印制备陶瓷和熔模铸造消失模技术近年来得到市场的青睐,现将技术涉及的关键工艺及研究进展进行整理.光固化3D打印制备陶瓷技术涉及到制备浆料、光固化成型和烧结等过程,每一步都会影响最终陶瓷产品的质量.光固化3D打印制备消失模技术的成功应用,对于缩短陶瓷型壳制造周期、提高熔模铸造生产效率具有重要意义,但阻碍光固化成型熔模铸造制备陶瓷型壳市场化的技术难点在于获得膨胀率低和残留低的聚合物树脂配方.     

用于光固化三维快速成型(SLA)的光敏树脂研究现状与展望

概述了近年来用于光固化三维快速成型(SLA)的光敏树脂研究现状,讨论了其基础树脂成分、引发剂体系对3D打印工艺及成型物性能的影响,并展望了光固化三维快速成型(SLA)材料的研究趋势.     

3D打印技术在陶瓷制造中的应用

3D打印技术作为区别于传统制造技术的一种新型技术,近年来在陶瓷制造领域得到了广泛的应用.该技术无需模具,可快速制备出形状复杂的陶瓷部件.系统综述了6种常见的3D打印技术包括浆料堆积成型技术、光固化成型技术、激光选区烧结技术、分层实体成型技术、三维打印成型技术、喷射打印成型技术在陶瓷制造领域的研究进展.综合3D打印技术在陶瓷制造领域的应用现状,展望了未来陶瓷3D打印技术的发展趋势.     

3D打印大事记

正从"光固化快速成型技术"出现开始,28年来,飞速前进的3D打印技术,带来的是一场颠覆性变革1986年,美国人Charles Hull发明"光固化快速成型技术"。第二年,他申请该技术专利并注册3D System公司,开发出世界上第一台商业3D印刷机。目前,该公司已成为全球3D打印设备巨头之一。1986     

光固化3D打印羟基磷灰石工艺参数优化

采用光固化3D打印技术,以羟基磷灰石、光敏树脂和分散剂为原料,成型后通过脱脂烧结得到支架样品,研究了球磨时间、粉体粒径尺寸、配比及不同种类分散剂对浆料黏度的影响．通过优化工艺参数及热重分析,扫描电子显微镜和黏度测试等技术方法对制备的支架试样进行了分析．结果表明:浆料的最佳球磨时间为120 min;采用油酸作为分散剂,羟基磷灰石采用15 wt%的纳米羟基磷灰石+85 wt%的微米羟基磷灰石的粉体配比可获得最佳的流动性,以此光固化3D打印后烧结制备的HAP支架材料具有较好性能．     

超支化水性聚氨酯丙烯酸酯在3D打印中的应用

综述了超支化水性聚氨酯丙烯酸酯光敏树脂的研究进展,阐述了水性聚氨酯丙烯酸酯超支化改性的特性与优点.主要介绍了超支化水性聚氨酯丙烯酸酯光敏树脂的合成以及在光固化3D打印领域的应用,并对其应用前景进行了展望,为光固化3D打印用光敏树脂的改进提供了参考.     

光固化3D打印光敏树脂的临界能量和固化深度影响因素

不同的3D打印光敏树脂,在同一3D打印机下进行光固化,其固化性能有所差异。采用临界曝光量和固化深度2个特性参数来表征光固化树脂的光敏性,探讨了临界曝光量和固化深度之间的数学关系,研究了临界曝光量和固化深度的测定方法,测定了光强和树脂的颜色对树脂固化的影响。在一定条件下,固化深度通常随光照强度的增加而增加,临界曝光量也随光照强度的增加而增加;浅色比深色树脂固化深度高,且所需临界曝光量更高。同时,固化深度随着光引发剂的浓度增加而降低;临界曝光量随着光引发剂浓度的增加先降低,后趋于平缓。     

基于倾斜摄影的混凝土3D打印成型精度分析与预测

混凝土3D打印技术是一项新型的增材制造技术,为了实现采用混凝土3D打印技术来快速打印高质量的成型构件,综合利用迭代最近点(iterative closest point, ICP)算法和倾斜摄影测量技术来分析3D打印构件的整体偏差、局部边界偏差和圆弧角半径,并根据整体偏差和边界偏差对成型精度及可建造性进行研究,最后利用边界偏差和圆弧角半径对打印模型进行预测。结果表明：在混凝土3D打印配合比为水泥∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶混凝剂∶水=1∶1.12∶0.09∶0.004∶0.006∶0.32,打印速度V_d为45 mm/s,最佳挤出速度V_j为138 mm/s时构件成型精度最高;对倾斜摄影模型拟合对齐,并对其具体位置偏差标注色谱图,可知混凝土3D打印构件在第4层时压缩变形较大,可建造性较低;利用预测模型与混凝土3D打印实体构件进行拟合,可知预测模型与基准模型相比误差约1 mm,验证了所提方法及预测模型的合理性。     

立体光造型过程中光敏树脂的研究

立体光造型是一种应用广泛的快速成型技术，光敏树脂是光固化快速成型中制造各类形状零件的重要光致凝固材料。通过实验优化了合成立体光造型用树脂聚合物工艺参数，并用DSC、TGA和FTIR等测试方法对材料进行了表征。结果表明：环氧树脂的增强使样品具有更高的热稳定性，同时讨论了光固化过程中收缩与工艺参数之间相互关系。     

聚丁二烯液体橡胶的3D打印光敏树脂研究

通过改性得到具有光固化活性端丙烯酰基聚丁二烯(PBAC).将PBAC作为光敏树脂的低聚物与稀释剂甲基丙烯酸异冰片酯(IBOA)、丙烯酸异癸酯(IDA)及光引发剂复配,通过光固化动力学确定最高效含量引发剂,并讨论不同稀释剂IBOA与IDA的相对含量对UVPB树脂力学性能、黏度、固化体积收缩率的影响,发现低聚物PBAC为1.44 mmol,稀释剂IBOA含量为49mmol,IDA含量为35mmol,光引发剂含量为5.5mol%时,UVPB树脂的性能较好,最终得到可用于SLA3D打印的传统型光敏树脂.     

基于光造型原理的砂轮快速制造技术

将光固化树脂代替热固化树脂作为结合剂,利用快速成型原理实现了砂轮的快速制造。通过复合二氧化硅微粒,大大改善了光固化树脂砂轮的机械性能。研究结果表明,数十秒钏就可以完成超薄型切割砂轮的固化工艺和磨削砂轮的分层固化工艺,用所试制的砂轮对硅材料的加工表明,光固化树脂砂轮与热固化树脂砂轮具有的加工精度。     

单体浇铸尼龙综合性实验设计与实践

该文探讨了高分子材料与工程专业实验——单体浇铸尼龙在实验方法上存在的问题,针对目前的教学要求,对此实验进行了综合性的思考与设计,并对其进行了实践教学。此综合型实验结合了当前有关单体浇铸尼龙的科研成果,涉及高分子物理、高分子化学、材料性能测试、高分子材料等课程内容。近两年的教学和实践表明,学生对科学研究的兴趣、耐心和责任心可以在这个实验中得到提高,同时也培养了学生解决综合问题的能力和创新思维能力。     

微机械及微细加工方法的研究

基于光固化快速成型制造技术,结合光刻技术、牺牲层技术以及化学镀膜技术,研究了一种新型的微细加工方法,提出了非导电极板（光敏树脂固化物）镀膜的新方案,设计了一种有较大驱动位移的微型电容式激励器,并介绍了其加工制作的工艺流程。实验结果表明此微细加工方法是可行的,从而开辟了微细加工的新途径。     

3D打印金属材料疲劳实验及数值模拟研究综述

3D打印金属部件具有无需模具、成型快速、力学性能优异、形状可定制和抗腐蚀性好等优点,广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。然而,当原材料粉末打印为金属部件时,在凝固及随后冷却过程中极易形成残余应力、微细孔洞、未熔化颗粒以及表面粗糙缺陷等问题,导致疲劳寿命和韧性均低于传统制造零件。该文介绍了国内外3D打印金属制造工艺,对静态与疲劳力学实验性能、疲劳裂纹扩展以及对应的数值模拟研究进行了总结,阐述了缺陷表征、后处理加工等因素与疲劳性能之间的关联分析,为我国金属3D打印行业提供参考依据。     

聚芳硫醚酰胺类树脂的合成及表征

采用先合成含硫醚键的单体, 后进行低温溶液缩聚的方法, 合成高分子量的新型聚芳硫醚酰胺类树脂-聚芳硫醚砜酰胺（PASSA）和聚芳硫醚酮酰胺（PASKA）, 其特性粘数分别为0.72 dL/g（NMP为溶剂）和0.62 dL/g（浓硫酸为溶剂）, 并对单体及聚合物进行结构与性能表征. 通过热分析得出聚合物PASSA和PASKA的玻璃化温度分别为279.9 ℃和188.7 ℃, 热分解温度分别为461.5 ℃和467.08 ℃, 表明PASSA和PASKA具有优良的热性能; 溶解性实验表明, PASSA和PASKA是一种耐化学腐蚀性的树脂.     

丙烯酸聚氨酯光敏树脂的结构与性能研究

通过对一系列具有不同分子结构的丙烯酸聚氨酯光敏预聚体的粘度、数均分子量、自动氧化反应以及光固化后树脂的平衡溶胀比和力学性能的测定 ,探讨了这类丙烯酸聚氨酯光敏树脂的链结构与微相分离、光固化性能以及力学性能间的关系 .实验结果表明 ,齐聚物二元醇以及加入的小分子二元醇是影响光敏预聚体及光固化后树脂结构与性能的重要因素 ,其中加入α AGE不仅可有效地消除光固化过程中氧阻聚 ,而且对光敏预聚体粘度、光固化后树脂微相分离也有显著影响 ,平衡溶胀法较好地表征了此类丙烯酸聚氨酯光固化树脂的相分离聚集态结构     

从管道模型光固化的打印过程及后处理二次固化工艺试验研究

光固化成型技术(SLA)是目前应用较多的快速成型技术之一,有成型精度高、表面质量好,自动化程度高等优点。SLA的后处理是光固化成型技术的重要环节,然而目前缺乏系统的研究。以管道为试验模型,结合试验数据分析了切片层厚、打印功率、二次固化功率和时间等重要参数对成品打印件质量的影响;分析了试验中光固化打印件在二次固化后会变黄的现象。为光固化液压管路后处理技术在工业领域的应用提供了理论依据和可行的试验方法。     

纤维增强3D打印混凝土受剪破坏数值模拟

为评估3D打印建筑结构可靠度,利用纤维增强混凝土多尺度耦合数值分析平台,对纤维增强3D打印混凝土部件受剪破坏行为展开数值模拟。根据成型方式与打印材料组合设置不同算例,着重比较部件的破坏方式与抗损性能。模拟结果表明:添加纤维能显著提高混凝土裂后韧性;受制于薄弱的层间粘结,普通3D打印混凝土抗剪能力逊于一体浇筑成型混凝土;通过使用纤维对层间界面进行强化,打印成型混凝土的抗损性能可获得明显改善。数值模拟为提高3D打印建筑结构可靠性提供了理论思路。     

3D打印技术的发展现状及前景分析

3D打印技术被称为快速成型技术,也称为增材制造技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属、塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。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。美国等发达国家高度重视3D打印技术,甚至将其提升到国家战略层面。     

3D打印技术的技术价值分析研究

在新一轮工业革命中,3D打印技术必然将迎来自己的蓬勃发展期,该文分析了3D打印技术技术的自然属性和社会属性,以及其个性定制、一次成型、近净成型等独有的特点,描述了3D打印技术作为介于主客体之间的物质性实践方式,围绕技术、主体、客体、社会环境、生态环境等维度,探讨了3D打印技术的价值多样性问题。