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随着U技的不断发展进步,3D打印技术作ZU全新的数字化模拟制造技术应q而生q迅速发展。其中,熔融沉积技术具有设备简单、工艺洁净、运行成本低且不产生q多加工D留物等优点Q被q泛应用于快速原型和教育{领域。但现有的熔融沉U材料主要以ABS和PLA{通用塑料ZQ需要针对工业品制造开发适合高强度工E塑料等材料?D打印成型技术?
中国U学院宁波材料技术与工程研究所增材刉重点实验室?dng)R杰团队针寚w性能工程塑料3D打印技术开展了一pd研究工作。选取了具有高坚韧度和抗疲劳特性的半晶态尼?2和高强度聚醚CZ为基体,研究了熔体流变特性对熔融长丝烧结Ҏ(gu)的影响Q对高性能工程塑料?D打印工艺参数、工业可用性进行了研究。研I发玎ͼ半结晉分子h较好的流变性能和快速烧l特性,在合适的打印条g下能够获得接q注塑g的力学性能。拓展了高温高强度工E塑料在熔融沉积技术中的应用(Rapid Prototyping Journal, 2017, 23(6), 973?82. High Performance Polymers, 2019, 31(1): 97-106Q?
׃熔融沉积层层叠加成型q程产生的空隙会(x)不可避免地降?D打印产品的机械强度,严重制约了熔融沉U技术的应用推广。研Ih员在工艺研究的基上,开发了龙12/氧化矛_烯、尼?2/纤l复合材料。研I发CU填料在熔融沉积成型q程中可实现取向分布Q不仅有效提高了产品的机械强度(GNPs 7%和CFs 251.1%Q,q能够对产品热导率(提高51.4%Q进行灵z调控(Journal of Applied Polymer Science, 2017, 134(39), 45332.; Materials & Design, 2018, 139: 283-292Q?
最q,研究人员以聚乳酸QPLAQؓ(f)ZQ以热塑性聚氨酯QTPUQؓ(f)填料Q通过熔融沉积技术的整个加工程实现了弹性体TPU原位成纤Q纤l状TPU的^均长度可以实C67.24μm?03.72μm的精准调控。同ӞTPU成纤有效改善了其与PLAZ的界面结合力。研I发玎ͼ3D打印形成的网格状TPU可有效补偿打印空隙对打印件力学强度的弱化效应Q产品的韧性达到甚臌q注塑水q뀂该熔融沉积原位U维技术ؓ(f)制备高韧性聚乳酸复杂l构零g提供了简便有效的Ҏ(gu)QMacromolecular Materials and Engineering, 2019, 1900107Q?
以上工作得到国家自然U学基金Q?1574331, 11674335Q和宁L市科技局Q?016B10005, 2018A610009Q的资助?
? 共物熔融沉U成型流E图
? 注塑QaQ和打印QbQ成型g中TPU的分布Ş?/span>
? TPU含量和分布结构对制g冲击强度的媄?/span>