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3d打印用高分子材料的研究与应用

时间:2022-03-24 09:31:00 来源:网友投稿

摘 要:随着我国社会经济的快速发展和科学技术水平的不断提高,3d打印技术也随之繁荣发展起来。3d打印技术是一种快速成型的技术,是第三次工业革命以来的一种核心技术。对于3d打印技术的发展与应用来说,3d打印材料对其起着至关重要的影响作用。本文笔者以3d打印和高分子材料为切入点,积极探索最近几年3d打印技术应用高分子材料的实际状况,同时对3d打印应用高分子材料进行了相关的展望。

关键词:3d打印;高分子材料;研究与应用

作为快速原型制造技术的一种,3d打印以数字模型文件为基础,应用工程塑料或一些金属粉末的粘合性,通过特殊的打印方式来构建出物体的快速成型技术。3d打印技术工序比较简约,在进行打印的过程中,很有效地缩短了3d打印产品的打印周期,从根本上提高了3d打印的效率,同时也降低了打印成本,被当今社会大众普遍接受并且大力推广。3d打印技术有很多技术种类,其可以分为激光熔覆成形技术、立体光固化技术和三维印刷成型技术等。3d打印材料也有很多种,常用的3d打印材料有金属材料、无机非金属材料和高分子材料,其中高分子材料的应用范围最广,使用数量最多,成型方式也是最多。

1 高分子丝材

对于FDM型的3d打印机来说,高分子材是其最适用的打印材料。FDM是目前比较具有生命力的快速成型技术,FDM普遍以丝状的塑料来作为打印的使用材料,同时利用电加热的方式加丝状的塑料加热到一定的温度,通过计算机的科学合理的控制,在工作台上覆盖一定的熔融的材料,堆积成一定的层数,最终形成三维工件。

1.1 ABS树脂

ABS是一种接枝共聚物,准确的说其是聚丁二烯橡胶与单体丙烯氢和苯乙烯的接枝共聚物。ABS将丁二烯、苯乙烯和丙烯氢的优点充分的融合在一起,从而使其具有一定的高强度、良好的韧性、稳定的冲击力和容易加工的独特优点,同时使其具有良好的绝缘性能和抗击腐蚀性的特点。ABS树在当今社会中被广泛应用,其大多被家用电器、汽车工业和一些玩具工业等领域普遍应用并且大力推廣。在FDM的打印过程中,ABS的优势性能能够促进打印制品质量的提高,同时也会增强其韧性。但是在实际的打印过程中,ABS存在着很多缺点,其最普遍常见的缺点就是:ABS材料具有一定的收缩率,这也就会导致一些打印制品会很容易的发生收缩的变形,同时在打印的过程中也会存在着一些难闻的特殊气味。

1.2 PETG

随着我国科学技术的不断发展,最近几年在3d打印领域普遍应用了一种新型聚酯,这种新型聚酯是PETG,PETG是一种结晶度比较低的共聚酯,其本身具有良好的光学性能和高光泽的表面,同时这种共聚酯完全没有毒性,具有环保的优势特性。PETG能够从根本上弥补以往的3d打印材料本身韧性不足的问题,同时也能够从根本上解决以往传统打印丝材易收缩的问题,能够从根本上提升3d打印产品尺寸的稳定性,从而提高3d打印制品的打印质量。

1.3 PC树脂

PC作为一类聚合物来说,其分子链中含有碳酸酯基,其有着优良的性能,是一种比较优势的热塑性工程树脂,是当今社会少使用数量比较多的一种工程塑料。PC有着十分良好的特殊性能,在其使用的过程中,PC没有特殊异味、没有任何毒性、高强度、抗冲击性能比较好,同时收缩率比较低,抗污染性能比较高。

2 光敏树脂

光敏树脂其实就是UV树脂,一般来说,光敏树脂是由聚合物单体和具体以及紫外光引发剂组成的,经过一定波长的紫外光照射,能够引起聚合反应,从而完成一定的固化。最近几年,随着我国科学技术水平的不断提高,在3d打印行业中,光敏树脂被3d打印领域普遍应用,光敏对于3d打印来说有着一定特有的优势,被3d打印行业普遍应用并且大力推广。光敏树脂非3d打印的一种主要材料,主要应用于打印中的立体光固化技术,通过一定的激光和数码光的扫射凝固,光敏树脂能够累积成一个三维的实体。光敏树脂高精度,同学它能够教3d打印的细节表现的十分良好,十分适用于原型和模型的制造。一般来说,光敏树脂的性能对3d打印制品的精度有着至关重要的影响作用。

3 高分子粉末

选择性激光烧结技术是一种快速成型的技术,选择性激光烧结技术大多都是以激光作为热源,然后将粉末材料进行烧结。一般来说,很多能够了解的粉末在受热后,都能够作为烧结的原料,高分子粉末和金属粉末是常见的一种受热烧结的复合粉末。高分子粉末需要的烧碱的量比较小,烧结的过程工序比较简单,并且高分子粉末的圆形质量也十分的良好,因此,高分子粉末被频繁的应用于SLS成型的原材料。SLS成型技术是存在着一定问题的,能够试用其的原材料也是有一定限制的,为了从根本上满足SLS成型技术的需求,相关的部门和相关的工作人员应该最大限度的研究高性能的高分子原材料,以便于SLS成型技术的良好发展和应用。

4 结束语

随着时代的不断进步,3d打印技术的发展前景一片良好,最近几年3d打印技术应用的领域在逐渐的变广,对于3d打印技术的发展来说,3d打印的材料尤为的重要。我国现如今关于3d打印材料的标准并不够完善,这也导致我国在发展新的打印技术的时候还比较依赖于使用国外的3d打印材料,进口的3d打印材料价格比较贵,使我国的3d打印成本比较高,这就会导致3d打印技术不能够被社会大众普遍应用。高分子粉末是3d打印的主要材料,积极创新3d打印技术的打印材料,能够从根本上促进3d打印技术能够良好的发展。

参考文献:

[1]张胜,徐艳松,孙姗姗,等.3D打印材料的研究及发展现状[J].中国塑料,2016(01):7-14.

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