4D打印:智能材料与结构增材制造技术的研究进展

4D打印技术是基于智能材料与结构的增材制造技术提出来的,4D打印制造的实体结构形状可以随外界环境发生变化。通过对形状记忆合金、形状记忆聚合物、压电材料、电致活性聚合物、光驱动型聚合物、水驱动结构等智能材料与结构的增材制造方法与驱动效果进行综合比较发现:直写打印成型具有适用性广的特点,单一智能材料的驱动性能有限;混合增材制造技术可以兼具多种智能材料的性能,拥有多种原位驱动模式,能够克服单一智能材料与结构的不足。文献综述表明:4D打印技术研究整体还处于实验室探索阶段;4D打印还需要在拓宽智能材料范围、开发打印软件、探索打印工艺、研究软材料打印方法、解决不同智能材料的兼容问题等方面展开深入研究,才能够在医疗、军事、航天等领域得到广泛应用。     

用于4D打印的记忆聚合物材料的研究进展

4D打印技术是结合了3D打印技术和智能材料的一种智能结构增材制造技术,形状记忆聚合物材料在4D打印领域中具有巨大的应用潜力.该文阐述了4D打印原理及常用的4D打印材料,基于4D打印材料的不同响应方式,列举相关典型期刊和专利对现有以形状记忆聚合物材料为原料的4D打印材料的技术发展动向进行论述,对4D打印聚合物材料发展面临的难点问题进行总结,并预测了该领域未来的发展方向.     

中国3D打印产业的制约因素和应对策略

3D打印于上世纪80年代诞生于美国,学名是"快速成型技术",也被称为"增材制造技术",是将设计好的物体转化为三维设计图,采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来打印真实物体.其工作原理与传统打印原理类似,只不过3D打印机不用纸与墨,而是用塑料、金属、陶瓷、沙子等材料做成粉状后充当"墨水"进行打印.3D打印不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状.     

中国科学院福建物质结构研究所光固化4D打印研究获进展

<正>4D打印技术是将3D打印技术与智能材料结构结合起来发展出的新技术,智能材料结构在3D打印基础上受外界环境激励下随着时间实现自身的结构变化,从而使三维物体增加了一个时间维度。4D打印技术可改变传统的"机械传动+电机驱动"的模式,使物体在地下管道、航天器、人体器官等难以接触到的地方进行自我组装,2016年被列为未来10大颠覆世界的技术之一,在航空航天、电气自动化、机器人、纺织材料、组织工程、医疗器械、药物输送载体等领域有很多的应用前景。     

增材制造技术的应用与挑战

0 引言 增材制造(additive manufacturing,AM)俗称3D打印,用于从三维模型数据中制造各种结构和复杂几何形状,这一过程主要由打印连续的材料层相互叠加而成.3D打印涉及各种方法、材料和设备,经过多年的发展,已经具备了改造制造和物流流程的能力,目前广泛应用于建筑、成型、生物力学等各个行业.     

生物3D打印——打印生命的希望

我们通常把3D打印技术又称为快速成型技术,但事实上,二者还是有少许区别的——快速成型技术主要是指3D打印技术的形状打印功能,即“制造模型”——这也是目前3D打印技术应用得最多的领域。而3D打印技术的概念却不止于此,3D打印的概念涵盖了制造产品的全过程。     

3D打印金属材料研究进展

3D打印技术是快速原型制造技术的一种,也被称为增材制造技术,被誉为"第三次工业革命"的核心技术,其中金属3D打印被认为是将来制造业的主导方向.金属粉末材料是金属打印的物质基础,同时也是3D打印技术发展的突破点.综述了3D打印金属粉体材料的研究现状,重点介绍了钛合金、铝合金、不锈钢、高温合金和镁合金等5种金属粉体材料在3D打印技术中的应用,并对金属粉体材料的运用进行总结和展望.     

基于3D打印的仿生材料

随着3D打印技术的飞速发展和广泛应用,能够模仿和制造的生物仿生结构越来越多样化.简单介绍了现有的3D打印技术,并从结构、功能、医用和智能材料等方面综述了3D打印技术结合仿生领域的研究成果,如贝壳珍珠层、龙虾螯棒、鲨鱼皮、荷叶、血管网络和义肢等;最后讨论了3D打印技术在仿生领域面临的挑战和发展前景.     

一种新型LOM成型工艺3D打印设备简介

3D打印技术又称为快速成型技术和增材制造技术,是上世纪80年代起源于美国的一项新技术。3D打印技术是指利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件,从而实现＂自由制造＂,解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。如同蒸气机、福特汽车流水线引发的工业革命,3D打印技术因是＂一项将要改变世界的技术＂,已引起全球关注。英国《经济学人》杂志认为3D打印技术将＂与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命＂,3D打印技术正在快速改变我们传统的生产方式和生活方式。我国自上世纪90年代初开始研究这一技术,发展至今,从总体上看,我国3D打印装备的部分技术水平与国外先进水平相当,但在成形材料、智能化控制和应用范围等方面较国外先进水平落后。目前,我国制造业产值已跃居世界第一位,经济发展已经从产品匮乏到产品极大丰富,产过于求逐渐成为经济发展的矛盾。转变经济发展方式是我国经济发展需要探索的首要问题,3D打印技术的发展给我们提供了一个这样的契机。     

制造业转型背景下的3D打印制造技术发展研讨

3D打印制造技术是当前制造领域中重点的基础性技术,如何更好地运用3D打印制造技术,打造制造业未来发展的新空间和新环境已经成为核心性的问题。该研究以3D打印制造技术的制造业应用作为平台,从制造业的角度分析3D打印制造技术的概念,阐述了制造业转型过程中3D打印制造技术的重要功能,提供了新时期推进3D打印制造技术在制造业全面应用,更好发挥3D打印制造技术价值与功能的对策和建议。     

个性化聚醚醚酮植入物的制造工艺研究

为了解决个性化假体数控加工材料浪费严重、加工成本高、异形薄壁件加工困难,以及增材制造力学性能不足的难题,提出了一种利用光固化3D打印技术制造个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)假体的耐高温树脂注塑模具,并进一步通过注塑工艺获得高强度个性化假体的方案。该方案充分地结合了3D打印技术和传统注塑技术的优势,即利用3D打印技术实现复杂的结构形状,利用传统注塑技术实现优异的综合力学性能。研究了在模芯设计过程中分型面的设计原则、模芯合模固定方式的选择原则以及模芯是否填充材料的原则。利用该方案制造了个性化PEEK颅骨和下颌骨假体,并对注塑件进行结晶度测试、组织观察。结果显示,PEEK注塑件的结晶度为30.82%,注塑件组织致密,无孔隙和缺损。因此,采用3D打印和注塑相结合的方案制造具有综合力学性能的个性化PEEK植入物是可行的,对个性化PEEK植入物在临床的广泛应用具有一定的参考作用。     

3D打印技术在机械设计实践教学中精度问题探讨

3D打印技术相比于传统加工技术因具有制造速度快、节约材料、设备简单、环境友好等优点而被广泛应用于机械设计教学实践中。但在实际打印过程中常常因支撑设置、固化应力和热变形的影响出现尺寸制造误差甚至变形的情况,无法满足使用要求。通过对机械设计中典型零件的3D打印从尺寸收缩率和摆放方式的角度讨论各自的制造精度,并提出了相应的修正方法,以期3D打印技术能更好地服务于机械设计的实践教学环节。     

科技开启“智慧”生活

科技,已不仅仅是一款功能先进的产品,一项体贴入微的服务,而是一种全新的生活方式,同时,这些新兴的生活方式又不断创造新的需求.正是在这样的“自催化”过程中,我们的生活逐步迈入“智慧”的时代. 渐行渐近的3D打印 什么是3D打印?简单地说,3D打印就像我们平时所用的打印一样,是把电脑中的文档打印出来.只不过,我们平常所用的打印机是把文字和图像打印在纸张或其他介质上,是一种平面的打印过程.     

3D打印技术结合数字化技术在医学中的应用

3D打印技术（又称快速成型技术或增材制造技术）,目前在社会各领域的应用越来越广泛,被誉为是“第三次工业革命的标志”,将成为改变未来世界新的创造性科技,使人类即将进入“点击制造”时代。3D打印技术的原理是通过分层制造、叠加成形的方式逐层增加材料将计算机模型数据“打印”形成3D实物。     

3D打印技术在职校机械类创新竞赛中的应用

学生参加机械产品创新竞赛过程中,经常需要加工一些零件,而采用传统的加工方法制造零件需要耗费大量的时间、人力和物力。为了解决该问题,在创新竞赛中尝试了采用3D打印技术来加工这些零件。首先依据3D打印的相关背景知识,分析了在职业院校机械产品创新竞赛中应用3D打印的条件;然后,结合相关案例,阐述了3D打印技术在机械零件制造过程中的应用;最后,对职校机械创新实验室中应用3D打印技术的效果进行了分析。     

生日蛋糕也能打印:3D打印走进日常生活

正"黑科技"之"3D打印"3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是一种利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同。普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的"打印材料",是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把"打印材     

3D打印混凝土研究现状及前景展望

随着第四次工业革命朝人工智能方向迈进,建筑业迎来智能建造时代.3D打印混凝土技术所具有的高效、智能和精确等技术优势及其所带来的人力需求少、资源消耗少和环境负载低等经济和社会效益将使其成为建筑业智能建造发展的关键环节.但3D打印混凝土技术与传统混凝土技术有很大区别,无论是打印材料还是打印装备等都需进行技术变革.本文介绍了3D打印混凝土以层间弱界面和力学各向异性为代表的主要特征;分析了打印间隔、打印速率、挤出形状和打印路径等参数对打印效率和打印结构力学性能的影响;探讨了原材料选择及配合比设计对可打印性能及力学性能的作用;总结了3D打印混凝土力学性能测试方法及发展3D打印混凝土在材料制备和装备研发等方面所面临的主要问题,最后展望了3D打印超高性能混凝土在建筑业智能建造方面的未来前景.     

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技术助贵州“智”造崛起

<正>3D打印的特点,使其在航空航天、生物医学等领域有较为广泛的应用潜力,发展3D打印技术对贵州"千企改造"、推动工业转型升级具有重大意义。3D打印以其独特的"增材制造"方式和生产理念,让人们对它的未来充满了想象和期待,同时,凭借着自身技术的突破,可打印材料的增多,拓展了潜在的应用领域。3D打印也更契合互联网时代公众对个性化产品的兴趣,而对它的关注,反过来也促进了技术的创新和发展。     

浅析3D打印技术在建筑行业的发展前景

正近年来,3D打印技术在制造行业掀起了一股热潮,该技术应用的范围甚广,如玻璃仪器、纺织制品、食品、国防以及航空等工业领域,且在生物医学等复杂的领域也逐渐应用到3D打印技术。3D打印技术是通过电脑三维设计软件,利用分层离散技术和数控成型系统,将各种物品的特殊材料进行构造从而制造出各种产品。该技术最早由美国麻省理工学院开发。对