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解析高分子3D打印材料和打印工艺

行业资讯 / 2022-10-27 23:22

本文摘要:3D打印机技术与传统材料加工技术比起有许多引人注目的优势,更有了国内外工业界、投资界、学术界、新闻媒体和社会公众的盼望注目。目前制约3D打印机技术发展的因素主要有两个:打印机工艺和打印机材料。高分子聚合物在3D打印机材料中占有主要地位。当前3D打印机常用的高分子材料(热塑性高分子和光敏树脂)和与之相适应的打印机工艺,并对它们的特性和优缺点展开了体育节目,看一下了这些3D打印机材料和工艺的研发面对的问题和挑战。

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3D打印机技术与传统材料加工技术比起有许多引人注目的优势,更有了国内外工业界、投资界、学术界、新闻媒体和社会公众的盼望注目。目前制约3D打印机技术发展的因素主要有两个:打印机工艺和打印机材料。高分子聚合物在3D打印机材料中占有主要地位。当前3D打印机常用的高分子材料(热塑性高分子和光敏树脂)和与之相适应的打印机工艺,并对它们的特性和优缺点展开了体育节目,看一下了这些3D打印机材料和工艺的研发面对的问题和挑战。

3D打印机技术与传统的材料加工技术比起,3D打印机技术有许多引人注目的优势,具体表现在:1)可以构建数字化生产,3D印利用建模软件将产品结构数字化,然后驱动机器设备加工生产成器件,由于数字化文件可利用网络展开传送,从而可以构建异地分散化生产的生产模式;2)3D打印机技术可以使三维结构的物体再行分解成二维层状结构,逐级相加构成三维物品,因此,原理上3D打印机技术可以生产出有任何简单的结构,彻底解决问题了传统生产受限于模具的缺失;3)3D打印机可以利用“从下而上”的冲刷方式,对于构建非匀致材料、功能梯度的器件更加有优势;4)3D打印机技术不利于小规模生产和个性化订做,归属于脑力密集型行业,对生产场地拒绝较低,环保且低能耗;5)3D打印机需要构建“设计即生产”,可以更加快捷对此市场需求。因此,近年来3D打印机技术取得了迅猛发展,早已在工业造型、机械制造、军事、建筑、影视、家电轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都获得广泛应用,同时更有了国内外工业界、投资界、学术界、新闻媒体和社会公众的盼望注目。我国政府部门也开始注目并制定3D打印机技术的发展规划,如工信部、发改委、财政部于2015年2月印发《国家增材生产产业发展前进计划(2015-2016年)》,对3D打印机的发展作出了政策上的推展。可见,3D打印机技术终将沦为下一个具备辽阔前景的朝阳产业。

3D打印机技术内容涵括辽阔,牵涉到的技术还包括CAD建模、3D测量、模块和切片软件、数控程序、打印机工艺、机械设计、3D打印机材料等。其中,现阶段制约3D打印机技术发展的因素主要有两个:打印机工艺(技术方法)和打印机材料。同时,打印机工艺和打印机材料之间不存在密不可分的关系,特定的打印机工艺不能适合于打印机特定的打印机材料,而特定的打印机材料则必须利用特定的打印机工艺才能顺利构建3D成型。

以塑料为代表的高分子聚合物具备在比较较低温度下的热塑性,较好的热流动性与较慢加热粘接性,或在一定条件(如光)的引起下较慢烧结的能力,因此在3D打印机领域获得较慢的应用于和发展。同时,高分子材料的粘合特性容许其需要与较无法成型的陶瓷、玻璃、纤维、无机粉末、金属粉末等构成全新的复合材料,从而大大拓展3D打印机的应用于范围。

因此,高分子材料沦为目前3D打印机领域基本的和发展尤为成熟期的打印机材料,接下来我们主要讲解和辩论了常用高分子3D打印机材料及对应的打印机技术。热塑性高分子及其主要打印机工艺3D打印机用热塑性高分子热塑性的高分子聚合物很更容易展开吸管、吹塑和静脉注射加工,因此沦为3D打印机高分子材料中研发尤为成熟期的类型,这些材料还包括多种工程塑料和生物塑料,在打印机材料制取时一般以丝状的耗材经常出现。工程塑料是目前应用于范围很广的3D打印机材料,这类材料具备较好的机械强度和耐候性,热稳定性也较为理想,因此,以这些材料打印机出有的产品需要用作大多数工业和民用场合,典型的3D打印机用工程塑料有丙烯腈-丁二烯-苯乙共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)和聚酰胺(尼龙,PA)等。

ABS是最先用作熔融沉积成型(FDM)技术的材料,目前也是FDM打印机工艺领域最常用的热塑性耗材。该材料打印机温度为210-260℃,玻璃转化成温度为105℃,打印机时必须底板冷却。ABS具备相当多的优点,如强度较高、韧性较好、耐冲击、绝缘性能好、抗腐蚀、耐低温、更容易出丝和着色等,其打印机产品质量平稳,强度也较为理想。

然而,ABS打印机时必须冷却,同时这种材料遇冷收缩特性显著,在温度场不均匀分布的情况下,可能会从冷却板上局部开裂,导致翘曲、裂开等质量问题,此外其打印机时有可能产生反感的气味。为了提高ABS打印机的成型质量,许多研究者展开了3D打印机用ABS耗材的改性工作,往ABS中重新加入填满材料或对其展开共混改性是提升其打印机性能的有效途径。


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