塑料3D打印能夠制造傳統(tǒng)制造技術(shù)難以或無法生產(chǎn)的復(fù)雜幾何形狀，可以設(shè)計(jì)并打印出復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如晶格結(jié)構(gòu)，以減輕重量并提高材料效率。隨著塑料3D打印材料和工藝的研究進(jìn)展，國(guó)內(nèi)的近期研究涵蓋了不同材料的力學(xué)性能、改性研究、以及特定3D打印技術(shù)的應(yīng)用。這些研究展示了3D打印技術(shù)在材料科學(xué)、工藝優(yōu)化和應(yīng)用開發(fā)方面的多樣性和潛力。通過改進(jìn)材料性能、優(yōu)化打印工藝和開發(fā)新的應(yīng)用，3D打印技術(shù)正不斷推動(dòng)制造業(yè)的創(chuàng)新。

      本期，通過節(jié)選近期國(guó)內(nèi)在塑料3D打印方面的實(shí)踐與研究的多個(gè)閃光點(diǎn)，一起來領(lǐng)略的這一領(lǐng)域的研究近況。

“ 3D Science Valley 白皮書 圖文解析

”

“選擇適合3D打印的高性能塑料材料時(shí)，需要考慮多個(gè)因素，包括打印工藝的兼容性、最終部件的應(yīng)用需求、機(jī)械性能要求、耐溫性、耐化學(xué)性、加工成本等，而這些因素正是塑料3D打印發(fā)展道路上不斷獲得突破的技術(shù)挑戰(zhàn)所在。”

 基于熱處理的選區(qū)激光燒結(jié)
     PA12力學(xué)性能調(diào)控研究

韓壯1李猛2,3曾勇1陳繼民1劉秀斌2,3

1.北京工業(yè)大學(xué)物理與光電工程學(xué)院2.中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心3.人因工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要：

為解決選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)在聚酰胺12 (PA12)材料成形時(shí)機(jī)械性能較差的問題，自主研制了一種均熱-速冷裝置。旨在通過改善材料內(nèi)部的組織缺陷，使其達(dá)到材料本征機(jī)械性能。經(jīng)過熱處理后的樣品常溫下性能得到了極大改善，其最大拉伸強(qiáng)度為（57.6±1.9） MPa，斷裂伸長(zhǎng)率介于293%至297%之間。此外，該材料在高、低溫環(huán)境中依然保持了良好的拉伸性能，在-80℃時(shí)的拉伸強(qiáng)度最高達(dá)110.5 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為22%至25%;+80℃時(shí)的拉伸強(qiáng)度則為（53.1±3.3） MPa，斷裂伸長(zhǎng)率最高達(dá)578.6%。經(jīng)過熱處理的具有三周期極小曲面結(jié)構(gòu)樣品，在彈性階段的承載能力均有所提升，增幅最高達(dá)19%。其中，熱處理后的D型TPMS表現(xiàn)出色，其彈性階段的最大承載力達(dá)7.3 kN，且具有出色的能量吸收性能。

 增材制造在量產(chǎn)車
     內(nèi)飾件中的應(yīng)用與效果分析

李浩源、孔苗德、王思倩、王禹剴

吉利汽車研究院(寧波)有限公司

摘要：

隨著汽車工業(yè)對(duì)制造效率和產(chǎn)品個(gè)性化需求的提升，增材制造技術(shù)（3D打印）已成為研究熱點(diǎn)。本文探討了增材制造技術(shù)在量產(chǎn)車內(nèi)飾件制造中的應(yīng)用，并分析了其在實(shí)際生產(chǎn)中的效果。同時(shí)指出了該技術(shù)在材料成本、生產(chǎn)速度和規(guī)模化生產(chǎn)等方面面臨的挑戰(zhàn)，并對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。研究結(jié)果表明，增材制造技術(shù)在汽車內(nèi)飾件制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

 FDM增材制造BST/PVDF-ABS
     復(fù)合材料的正交實(shí)驗(yàn)研究

彭銘宇、劉書航、魏子堯、馮曉穎、盧銘鑫、李岱恒、許杰、高峰

西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要：

鈦酸鍶鋇（BST）/聚偏氟乙烯（PVDF）基功能復(fù)合材料因其出色的介電可調(diào)性和機(jī)械加工特性而引起了學(xué)者的廣泛關(guān)注。然而通過傳統(tǒng)工藝制備BST/PVDF復(fù)合材料難以成型復(fù)雜形狀，極大限制了其應(yīng)用。本文采用熔融沉積增材制造工藝（FDM）制備BST/PVDF-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）復(fù)合材料，通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究工藝參數(shù)對(duì)材料體積變化率、密度、介電性能和力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明打印溫度高于240℃后，尺寸穩(wěn)定性變差，相對(duì)密度減小，工藝參數(shù)的重要度依次：打印溫度＞平臺(tái)溫度＞打印速度，當(dāng)打印溫度為240℃、平臺(tái)溫度為100℃、打印速度為30 mm/s時(shí)，BST/PVDF-ABS復(fù)合材料具有最佳介電性能和力學(xué)性能，其介電常數(shù)為11.20，介電損耗為0.0138，抗拉強(qiáng)度為35.03 MPa。本文闡明了打印參數(shù)對(duì)介電性能的影響機(jī)理，豐富了陶瓷/聚合物功能復(fù)合材料的制備工藝技術(shù)，為設(shè)計(jì)和制備結(jié)構(gòu)-功能一體化器件提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

 熔融沉積3D打印參數(shù)對(duì)PETG-Tough
     薄壁不同角度尺寸精度的影響

林文先1周功苗1葉總一2劉文文3陳潔3朱德華1曹宇3

1.溫州大學(xué)瑞安研究生院2. 浙江起迪科技有限公司3. 溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

摘要：

以熔融沉積成型(FDM)3D打印的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯薄壁制件的不同傾角度數(shù)的尺寸精度作為研究對(duì)象設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，研究層高、擠出溫度、回抽距離對(duì)FDM 3D打印不同傾角度數(shù)尺寸精度的影響，并使用極差分析與方差分析對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到最優(yōu)的參數(shù)組合。

結(jié)果表明，擠出溫度與回抽距離的變化對(duì)尺寸誤差的影響很小，層高對(duì)不同傾角的影響規(guī)律不同：對(duì)25°、30°傾角，尺寸誤差呈先降低后增大的趨勢(shì)；對(duì)35°傾角，尺寸誤差呈先略微增大后降低的趨勢(shì)；對(duì)40°及以上的傾角，尺寸誤差呈增大趨勢(shì)。最后通過試驗(yàn)結(jié)果分析了單因素不同水平對(duì)不同傾角尺寸精度的影響，得出擠出壓力、懸垂距離、材料黏度和走線方式是產(chǎn)生尺寸誤差的主要原因。

 套筒接桿護(hù)套小總成
     3D打印工藝的研究

謝嘉誠(chéng)1楊海威2

1.同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院2. 上汽通用汽車有限公司整車制造工程部

摘要：

動(dòng)力工具通常帶有套筒和接桿，為避免操作工在緊固操作過程中直接接觸旋轉(zhuǎn)的套筒和接桿，設(shè)計(jì)了既安全又便于安裝的熱塑性聚氨酯(TPU)套筒接桿護(hù)套小總成。針對(duì)套筒接桿護(hù)套小總成，運(yùn)用SolidWorks和Teamcenter軟件進(jìn)行3D建模與整車環(huán)境虛擬評(píng)估；利用3D打印技術(shù)制備TPU試樣，通過正交試驗(yàn)方法分析打印工藝參數(shù)對(duì)試樣硬度和拉伸性能的影響，得到了較為理想的套筒接桿護(hù)套小總成3D打印工藝參數(shù)組合：打印層高0.2 mm，壁厚1.2 mm，打印溫度220℃，打印速度35 mm·s-1。在該優(yōu)化工藝條件下打印的套筒接桿護(hù)套小總成滿足使用要求。

 DM 3D打印用
     ABS材料研究進(jìn)展

王曉1,2李攀1,2張永超1,2陳榮1郭言朝1周勇1畢曉妹1王浩然1劉娟1

1.中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)南動(dòng)力有限公司2. 西安增材制造國(guó)家研究院有限公司

摘要：

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)作為一種綜合性能良好的工程塑料，已經(jīng)成為熔融沉積成型(FDM)3D打印工藝的主要原材料。但其打印件翹曲變形較大，且力學(xué)性能較差，限制了FDM在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，已經(jīng)有相關(guān)研究人員開展FDM工藝的改性ABS材料研究，并取得了一定進(jìn)展。本課題針對(duì)FDM3D打印改性ABS材料的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，包括無機(jī)填料改性ABS、塑料合金改性ABS、纖維改性ABS以及納米材料改性ABS。并對(duì)FDM 3D打印用ABS材料未來的研究和發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

 3D打印聚乳酸的
     改性研究與應(yīng)用進(jìn)展

鄭思銘1李蔚1楊函瑞1陳松2魏取福1

1.江南大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院2. 江蘇蘇絲絲綢股份有限公司

摘要：

聚乳酸(PLA)是一種生物可降解熱塑性聚酯，是極有前景的生物基可降解材料之一。PLA具有優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的可塑性及生物相容性，是理想的3D打印材料。3D打印PLA材料在多個(gè)領(lǐng)域尤其是醫(yī)用方面有巨大的潛力。然而，PLA固有的脆性和較差的耐熱、耐水解性限制了它的應(yīng)用范圍。近年來，學(xué)者對(duì)3D打印PLA的改性進(jìn)行了大量研究。

本課題歸納了3D打印PLA的研究進(jìn)展，分別從共混改性、復(fù)合改性、立構(gòu)復(fù)合、涂層法和化學(xué)改性這幾方面討論了提高材料性能的原理與方法，并對(duì)相關(guān)性能進(jìn)行了分析對(duì)比。共混法雖然簡(jiǎn)單易操作，但不利于材料的均勻化，且有時(shí)改性效果不夠明顯。復(fù)合改性向PLA中加入碳基添加劑、金屬添加劑、植物纖維等填料，改性同時(shí)可賦予3D打印PLA更多功能，但易出現(xiàn)界面不相容等問題。

此外，還有立構(gòu)復(fù)合、涂層法、化學(xué)改性等新方法具有重要的研究?jī)r(jià)值。

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合目前3D打印PLA在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展情況，分析了3D打印PLA仍存在的問題，對(duì)3D打印PLA未來的研究方向進(jìn)行了展望。

 FDM全彩3D打印的
     色彩調(diào)控方法研究

張帆、謝雙楠、許亞婷、崔坤騰

武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

摘要：

    傳統(tǒng)熔融沉積（FDM）3D打印工藝由于材料的單一性，無法按需成型彩色模型。現(xiàn)有“三進(jìn)一出”的FDM混色機(jī)構(gòu)，由于色域空間的不同、原材料的色彩偏差及混色機(jī)構(gòu)的差異性采用直接三基色混色方式導(dǎo)致實(shí)際打印色彩與理論色彩間存在較大偏差。針對(duì)這一問題，基于FDM三基色混色噴頭，通過色域空間轉(zhuǎn)換建立色彩與FDM打印工藝間的關(guān)系；通過打印實(shí)驗(yàn)對(duì)轉(zhuǎn)換模型進(jìn)行線性擬合修正，進(jìn)而建立面向FDM全彩3D打印的色彩配置庫(kù)，通過模型顏色與庫(kù)中顏色的匹配，實(shí)現(xiàn)三維模型設(shè)計(jì)色彩到打印色彩的精確轉(zhuǎn)換。

 3D打印PETG的
     工藝、改性及應(yīng)用研究進(jìn)展

尚祖明、胡成女

康輝新材料科技有限公司

摘要：

    聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-1,4環(huán)己烷二甲醇酯（PETG）由于其優(yōu)異的性能，可作為一種優(yōu)選的3D打印高分子材料，備受學(xué)者們的青睞。文章對(duì)PETG的打印工藝進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)打印方向、打印厚度、打印溫度、打印速度和填充密度等工藝參數(shù)都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能產(chǎn)生顯著影響，采用纖維、聚合物和石墨烯等共混改性方法對(duì)3D打印PETG材料進(jìn)行改性研究可改善材料的耐疲勞性能、力學(xué)性能和熱性能等。本課題還對(duì)3D打印PETG在生物醫(yī)學(xué)、機(jī)械加工和海洋等領(lǐng)域的應(yīng)用研究以及再生利用的可行性研究進(jìn)行了詳細(xì)的綜述。最后，文章對(duì)未來3D打印PETG的發(fā)展前景進(jìn)行預(yù)測(cè)，期望能夠?yàn)?D打印PETG材料的工業(yè)化應(yīng)用提供指導(dǎo)。

(責(zé)任編輯：admin)

• Himed評(píng)估不同噴砂磨料在3
• 粉末粒徑可以控制增材制造
• Divergent公司以3D打印技
• 浙大口腔醫(yī)學(xué)院：生物3D打
• 新型類器官樣神經(jīng)血管球促
• 推動(dòng)粘結(jié)劑噴射（鑄造/金

• ·Himed評(píng)估不同噴砂磨料在3D打印鈦合金
• ·粉末粒徑可以控制增材制造合金微觀結(jié)構(gòu)
• ·Divergent公司以3D打印技術(shù)驅(qū)動(dòng)汽車制
• ·浙大口腔醫(yī)學(xué)院：生物3D打印在牙科組織
• ·新型類器官樣神經(jīng)血管球促進(jìn)皮瓣移植研
• ·推動(dòng)粘結(jié)劑噴射（鑄造/金屬/陶瓷）3D打
• ·工程化活體材料與3D生物打印融合：現(xiàn)狀
• ·鋁激光增材制造：基于可持續(xù)性視角的挑