基于熱處理的選區激光燒結PA12力學性能調控研究
塑料3D打印能夠制造傳統制造技術難以或無法生產的復雜幾何形狀，可以設計并打印出復雜的內部結構，如晶格結構，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展，國內的近期研究涵蓋了不同材料的力學性能、改性研究、以及特定3D打印技術的應用。這些研究展示了3D打印技術在材料科學、工藝優化和應用開發方面的多樣性和潛力。通過改進材料性能、優化打印工藝和開發新的應用，3D打印技術正不斷推動制造業的創新。
本期，通過節選近期國內在塑料3D打印方面的實踐與研究的多個閃光點，一起來領略的這一領域的研究近況。
“ 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，需要考慮多個因素，包括打印工藝的兼容性、最終部件的應用需求、機械性能要求、耐溫性、耐化學性、加工成本等，而這些因素正是塑料3D打印發展道路上不斷獲得突破的技術挑戰所在。”
基于熱處理的選區激光燒結
PA12力學性能調控研究
韓壯1李猛2,3曾勇1陳繼民1劉秀斌2,3
1.北京工業大學物理與光電工程學院2.中國航天員科研訓練中心3.人因工程全國重點實驗室
摘要：
為解決選區激光燒結技術在聚酰胺12 (PA12)材料成形時機械性能較差的問題，自主研制了一種均熱-速冷裝置。旨在通過改善材料內部的組織缺陷，使其達到材料本征機械性能。經過熱處理后的樣品常溫下性能得到了極大改善，其最大拉伸強度為（57.6±1.9） MPa，斷裂伸長率介于293%至297%之間。此外，該材料在高、低溫環境中依然保持了良好的拉伸性能，在-80℃時的拉伸強度最高達110.5 MPa，斷裂伸長率為22%至25%;+80℃時的拉伸強度則為（53.1±3.3） MPa，斷裂伸長率最高達578.6%。經過熱處理的具有三周期極小曲面結構樣品，在彈性階段的承載能力均有所提升，增幅最高達19%。其中，熱處理后的D型TPMS表現出色，其彈性階段的最大承載力達7.3 kN，且具有出色的能量吸收性能。
增材制造在量產車
內飾件中的應用與效果分析
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：
隨著汽車工業對制造效率和產品個性化需求的提升，增材制造技術（3D打印）已成為研究熱點。本文探討了增材制造技術在量產車內飾件制造中的應用，并分析了其在實際生產中的效果。同時指出了該技術在材料成本、生產速度和規模化生產等方面面臨的挑戰，并對未來發展趨勢進行了預測。研究結果表明，增材制造技術在汽車內飾件制造領域具有廣闊的應用前景。
FDM增材制造BST/PVDF-ABS
復合材料的正交實驗研究
彭銘宇、劉書航、魏子堯、馮曉穎、盧銘鑫、李岱恒、許杰、高峰
西北工業大學材料學院凝固技術國家重點實驗室
摘要：
鈦酸鍶鋇（BST）/聚偏氟乙烯（PVDF）基功能復合材料因其出色的介電可調性和機械加工特性而引起了學者的廣泛關注。然而通過傳統工藝制備BST/PVDF復合材料難以成型復雜形狀，極大限制了其應用。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）復合材料，通過正交實驗設計探究工藝參數對材料體積變化率、密度、介電性能和力學性能的影響，結果表明打印溫度高于240℃后，尺寸穩定性變差，相對密度減小，工藝參數的重要度依次：打印溫度＞平臺溫度＞打印速度，當打印溫度為240℃、平臺溫度為100℃、打印速度為30 mm/s時，BST/PVDF-ABS復合材料具有最佳介電性能和力學性能，其介電常數為11.20，介電損耗為0.0138，抗拉強度為35.03 MPa。本文闡明了打印參數對介電性能的影響機理，豐富了陶瓷/聚合物功能復合材料的制備工藝技術，為設計和制備結構-功能一體化器件提供了技術基礎。
熔融沉積3D打印參數對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.溫州大學瑞安研究生院2. 浙江起迪科技有限公司3. 溫州大學機電工程學院
摘要：
以熔融沉積成型(FDM)3D打印的聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環己烷二甲醇酯薄壁制件的不同傾角度數的尺寸精度作為研究對象設計正交試驗，研究層高、擠出溫度、回抽距離對FDM 3D打印不同傾角度數尺寸精度的影響，并使用極差分析與方差分析對結果數據進行處理，得到最優的參數組合。
結果表明，擠出溫度與回抽距離的變化對尺寸誤差的影響很小，層高對不同傾角的影響規律不同：對25°、30°傾角，尺寸誤差呈先降低后增大的趨勢；對35°傾角，尺寸誤差呈先略微增大后降低的趨勢；對40°及以上的傾角，尺寸誤差呈增大趨勢。最后通過試驗結果分析了單因素不同水平對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生尺寸誤差的主要原因。
套筒接桿護套小總成
3D打印工藝的研究
謝嘉誠1楊海威2
1.同濟大學汽車學院2. 上汽通用汽車有限公司整車制造工程部
摘要：
動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的套筒和接桿，設計了既安全又便于安裝的熱塑性聚氨酯(TPU)套筒接桿護套小總成。針對套筒接桿護套小總成，運用SolidWorks和Teamcenter軟件進行3D建模與整車環境虛擬評估；利用3D打印技術制備TPU試樣，通過正交試驗方法分析打印工藝參數對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套小總成3D打印工藝參數組合：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。在該優化工藝條件下打印的套筒接桿護套小總成滿足使用要求。
DM 3D打印用
ABS材料研究進展
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.中國重汽集團濟南動力有限公司2. 西安增材制造國家研究院有限公司
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，且力學性能較差，限制了FDM在工業領域的應用。目前，已經有相關研究人員開展FDM工藝的改性ABS材料研究，并取得了一定進展。本課題針對FDM3D打印改性ABS材料的研究進展進行了綜述，包括無機填料改性ABS、塑料合金改性ABS、纖維改性ABS以及納米材料改性ABS。并對FDM 3D打印用ABS材料未來的研究和發展方向進行了展望。
3D打印聚乳酸的
改性研究與應用進展
鄭思銘1李蔚1楊函瑞1陳松2魏取福1
1.江南大學紡織科學與工程學院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具有優異的力學性能、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材料在多個領域尤其是醫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用范圍。近年來，學者對3D打印PLA的改性進行了大量研究。
本課題歸納了3D打印PLA的研究進展，分別從共混改性、復合改性、立構復合、涂層法和化學改性這幾方面討論了提高材料性能的原理與方法，并對相關性能進行了分析對比。共混法雖然簡單易操作，但不利于材料的均勻化，且有時改性效果不夠明顯。復合改性向PLA中加入碳基添加劑、金屬添加劑、植物纖維等填料，改性同時可賦予3D打印PLA更多功能，但易出現界面不相容等問題。
此外，還有立構復合、涂層法、化學改性等新方法具有重要的研究價值。
在此基礎上，結合目前3D打印PLA在實際應用中的發展情況，分析了3D打印PLA仍存在的問題，對3D打印PLA未來的研究方向進行了展望。
FDM全彩3D打印的
色彩調控方法研究
張帆、謝雙楠、許亞婷、崔坤騰
武漢理工大學機電工程學院
摘要：
傳統熔融沉積（FDM）3D打印工藝由于材料的單一性，無法按需成型彩色模型。現有“三進一出”的FDM混色機構，由于色域空間的不同、原材料的色彩偏差及混色機構的差異性采用直接三基色混色方式導致實際打印色彩與理論色彩間存在較大偏差。針對這一問題，基于FDM三基色混色噴頭，通過色域空間轉換建立色彩與FDM打印工藝間的關系；通過打印實驗對轉換模型進行線性擬合修正，進而建立面向FDM全彩3D打印的色彩配置庫，通過模型顏色與庫中顏色的匹配，實現三維模型設計色彩到打印色彩的精確轉換。
3D打印PETG的
工藝、改性及應用研究進展
尚祖明、胡成女
康輝新材料科技有限公司
摘要：
聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4環己烷二甲醇酯（PETG）由于其優異的性能，可作為一種優選的3D打印高分子材料，備受學者們的青睞。文章對PETG的打印工藝進行了研究，發現打印方向、打印厚度、打印溫度、打印速度和填充密度等工藝參數都會對產品的性能產生顯著影響，采用纖維、聚合物和石墨烯等共混改性方法對3D打印PETG材料進行改性研究可改善材料的耐疲勞性能、力學性能和熱性能等。本課題還對3D打印PETG在生物醫學、機械加工和海洋等領域的應用研究以及再生利用的可行性研究進行了詳細的綜述。最后，文章對未來3D打印PETG的發展前景進行預測，期望能夠為3D打印PETG材料的工業化應用提供指導。
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