亚洲中文字幕一区精品自拍_国产精品VA在线观看无码_翁吻乳婷婷小玲21章_久久久久久久精品国产亚洲87

TA15鈦板廠家談3D打印常用的金屬材料高分子材料等特性

發布時間: 2023-11-30 22:23:22    瀏覽(lan)次數:

前言

3D打印(yin)又稱增材(cai)(cai)制造(AdditiveManufacturing,AM),是以數字模型文件(jian)為(wei)基礎,通過軟件(jian)與數控系(xi)統,將專(zhuan)用的(de)(de)(de)金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)、有機高(gao)分子材(cai)(cai)料(liao)(liao)、無機非(fei)金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)等種類(lei)的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)按照(zhao)擠壓(ya)、燒結(jie)、熔(rong)融(rong)、光(guang)固化、噴(pen)射等方式逐(zhu)層堆積,從而制造出實體物品(pin)的(de)(de)(de)制造技(ji)術。3D打印(yin)是一(yi)種“自下而上”的(de)(de)(de)制造理念[1],為(wei)復雜結(jie)構(gou)件(jian)制造提供了新思路新方案,在航(hang)空、航(hang)天(tian)、汽車、醫(yi)療、建筑(zhu)、藝術等領域中(zhong)得到了廣泛應用[2-5]。

TA15鈦板

目前,國內(nei)外3D打印(yin)(yin)領(ling)域已(yi)產(chan)生近20種(zhong)工藝(yi)類(lei)型(xing),其中最(zui)為(wei)成熟和(he)應(ying)用(yong)(yong)最(zui)多的(de)(de)6種(zhong)工藝(yi)包(bao)括:激光選區熔化(hua)(hua)(SLM)、定向能量沉(chen)積(ji)(DED)、選擇(ze)性激光燒結(SLS)、電子束熔化(hua)(hua)(EBM)、光固化(hua)(hua)技術(SLA)、熔融沉(chen)積(ji)(FDM)[6]。隨著3D打印(yin)(yin)及相關支持產(chan)業的(de)(de)快速發展(zhan),先(xian)(xian)進(jin)的(de)(de)3D打印(yin)(yin)技術不斷(duan)涌現,所需(xu)的(de)(de)材(cai)(cai)料種(zhong)類(lei)也在(zai)不斷(duan)更新迭代。本文(wen)將3D打印(yin)(yin)先(xian)(xian)進(jin)材(cai)(cai)料分為(wei)金屬材(cai)(cai)料、有(you)機高分子材(cai)(cai)料、無機非(fei)金屬材(cai)(cai)料三大(da)類(lei),并分別闡述各先(xian)(xian)進(jin)材(cai)(cai)料種(zhong)類(lei)下的(de)(de)國內(nei)外先(xian)(xian)進(jin)3D打印(yin)(yin)技術的(de)(de)最(zui)新研究成果,以期對(dui)我國3D打印(yin)(yin)先(xian)(xian)進(jin)材(cai)(cai)料產(chan)業發展(zhan)起到創新引領(ling)作用(yong)(yong)。

1、金屬材料

金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)3D打(da)印是以金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)為原料(liao)(liao),以金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉末、絲材等為形(xing)式,在(zai)激光、電子(zi)束等高(gao)溫(wen)(wen)(wen)熱源下快速(su)完成(cheng)(cheng)(cheng)熔(rong)化、凝固、成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的制造技術。常用于3D打(da)印的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)包括鈦合(he)金(jin)(jin)(jin)、高(gao)溫(wen)(wen)(wen)合(he)金(jin)(jin)(jin)、鐵基合(he)金(jin)(jin)(jin)、鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)難(nan)熔(rong)合(he)金(jin)(jin)(jin)等。由文(wen)獻調(diao)研可知:在(zai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)(liao)3D打(da)印中(zhong),鈦合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)鐵基合(he)金(jin)(jin)(jin)多是通過加入增強(qiang)相改善(shan)性(xing)能,高(gao)溫(wen)(wen)(wen)合(he)金(jin)(jin)(jin)、鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)則是通過合(he)金(jin)(jin)(jin)化提高(gao)合(he)金(jin)(jin)(jin)強(qiang)度,而難(nan)熔(rong)合(he)金(jin)(jin)(jin)與3D打(da)印工藝適應性(xing)較(jiao)差,往往通過熱等靜(jing)壓(HIP)或(huo)溫(wen)(wen)(wen)度梯(ti)度改善(shan)等方式實現成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)。

1.1鈦合金

鈦(tai)是自20世紀50年代發展(zhan)起來的一種重要結構(gou)金(jin)(jin)屬。鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)強度(du)(du)(du)高(gao)、耐(nai)蝕性(xing)能(neng)好(hao)、耐(nai)熱性(xing)能(neng)強。用(yong)(yong)于(yu)3D打印的鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)主要為(wei)粉末材料,目前(qian)國(guo)內航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)和(he)(he)(he)(he)醫(yi)(yi)療(liao)領(ling)域(yu)常用(yong)(yong)TA1、TC4和(he)(he)(he)(he)TAl5等(deng)(deng)(deng)(deng)牌號的鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)粉末,粉末質量(liang)和(he)(he)(he)(he)批(pi)次(ci)穩定性(xing)已(yi)經得到充分(fen)驗證(zheng)。為(wei)滿足(zu)應(ying)用(yong)(yong)領(ling)域(yu)的需(xu)求,研究(jiu)人(ren)員(yuan)不斷開(kai)(kai)(kai)發出(chu)新(xin)(xin)型(xing)(xing)(xing)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)及其(qi)(qi)復合(he)(he)(he)(he)(he)(he)材料。Li等(deng)(deng)(deng)(deng)開(kai)(kai)(kai)發的Ti-6.5A1.2Zr—Mo—V新(xin)(xin)型(xing)(xing)(xing)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的纖維組織中存在(zai)大角度(du)(du)(du)晶界,在(zai)不同工(gong)藝參數下,硬度(du)(du)(du)值為(wei)270~290HV,如(ru)圖1所示[7]。相似(si)的,Ahmcd等(deng)(deng)(deng)(deng)開(kai)(kai)(kai)發出(chu)一種Ti.5AI.5Mo.5v.3Cr新(xin)(xin)型(xing)(xing)(xing)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin),其(qi)(qi)硬度(du)(du)(du)與傳統加工(gong)的合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)硬度(du)(du)(du)一致(zhi)[8]。除此之外,航(hang)空(kong)領(ling)域(yu)對鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)抗氧化(hua)(hua)性(xing)能(neng)、高(gao)溫(wen)強度(du)(du)(du)和(he)(he)(he)(he)抗蠕變性(xing)能(neng)提出(chu)了迫切需(xu)求,部分(fen)科研單位(wei)對Ti4822、Ti2AINb等(deng)(deng)(deng)(deng)高(gao)溫(wen)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)開(kai)(kai)(kai)展(zhan)了技(ji)術攻關(guan),有望在(zai)工(gong)程應(ying)用(yong)(yong)方面替代部分(fen)高(gao)溫(wen)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin),其(qi)(qi)中電子束(shu)制備的TiAI合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)葉片如(ru)圖2所示。隨著醫(yi)(yi)療(liao)領(ling)域(yu)的發展(zhan),Ti.Zr系(xi)、Ti—Nb系(xi)、Ti.Cu系(xi)、Ti.Mb系(xi)等(deng)(deng)(deng)(deng)新(xin)(xin)型(xing)(xing)(xing)醫(yi)(yi)用(yong)(yong)鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)材料被相繼開(kai)(kai)(kai)發,國(guo)內粉末廠商也積(ji)極投入研發。當前(qian),顆粒強化(hua)(hua)方式也受到了相關(guan)學者的關(guan)注和(he)(he)(he)(he)嘗試,Zhang等(deng)(deng)(deng)(deng)利用(yong)(yong)激(ji)光選區熔(rong)化(hua)(hua)(SLM)工(gong)藝將鈦(tai)粉和(he)(he)(he)(he)少(shao)量(liang)的SiC納(na)米顆粒混合(he)(he)(he)(he)(he)(he),原位(wei)制備納(na)米Ti5Si3新(xin)(xin)型(xing)(xing)(xing)合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)涂(tu)層,結果顯示合(he)(he)(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)涂(tu)層的顯微硬度(du)(du)(du)為(wei)706HV,相比原來的樣品提高(gao)了51.5%[9]。

t1-2.jpg

1.2高溫合金

高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)金(jin)是服役(yi)于600℃以(yi)上高(gao)(gao)(gao)溫(wen)環境(jing),能(neng)承(cheng)受苛刻的(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)應(ying)(ying)力(li),并(bing)具(ju)(ju)有良好組(zu)織(zhi)穩定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)類合(he)金(jin)。高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)金(jin)是航(hang)空發(fa)動(dong)機渦輪葉片(pian)(pian)、渦輪盤、燃燒室(shi)等(deng)(deng)熱端部件的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)材料(liao)。目(mu)前國內(nei)3D打(da)印(yin)廠商應(ying)(ying)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)金(jin)原材料(liao)主要(yao)為鎳基(ji)和(he)(he)鈷基(ji)合(he)金(jin)粉末,牌號包括GH3230、GH3536、GH3625、GH4169、GH4099、GH5188等(deng)(deng)。隨著(zhu)工程化應(ying)(ying)用(yong)程度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)不斷加深,具(ju)(ju)有良好抗氧(yang)化性(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)鑄造性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)金(jin)材料(liao)逐(zhu)步進入(ru)人們視野(ye)。Wen等(deng)(deng)研制(zhi)出GHl469與CoCrMo的(de)(de)(de)(de)(de)梯(ti)度(du)(du)合(he)金(jin),具(ju)(ju)有均勻的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)成分、組(zu)織(zhi)和(he)(he)織(zhi)構,并(bing)發(fa)現CoCrMo端主要(yao)由(you)γ.fcc相(xiang)(xiang)柱狀(zhuang)亞(ya)晶和(he)(he)少量片(pian)(pian)層(ceng)裝(zhuang)(zhuang)ε-hcp相(xiang)(xiang)組(zu)成,抗氧(yang)化性(xing)(xing)能(neng)得到顯著(zhu)提(ti)升(sheng),其(qi)中片(pian)(pian)層(ceng)裝(zhuang)(zhuang)ε-hcp相(xiang)(xiang)如圖3所(suo)示[10]。Ghoussoub等(deng)(deng)通(tong)過(guo)研究(Nb+Ta)/A1比值,成功開(kai)發(fa)出抗氧(yang)化性(xing)(xing)能(neng)好,抗蠕(ru)變性(xing)(xing)能(neng)略(lve)低(di)于CM247LC合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)型(xing)合(he)金(jin)[11]。Chen等(deng)(deng)成功設(she)計出鑄造高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)金(jin)K418激光(guang)選(xuan)區(qu)熔化(SLM)工藝,其(qi)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)合(he)金(jin)室(shi)溫(wen)強度(du)(du)為1078MPa,600℃高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)為946MPa,如圖4所(suo)示[12]。

t3-4.jpg

1.3鐵基合金

應用于3D打印的鐵基合金大多是不銹鋼、模具鋼粉末,在核電領域的SLM和DED工藝產品中較為常見。目前國內外學者對鐵基合金的研究方向集中于強化其耐磨性能。Zou等研究了碳化硅(SiC)顆粒與不銹鋼316L的混合可行性,并研究出隨著SiC含量的增加,顯微組織由等軸轉變為枝晶并導致晶粒細化。該合金經過激光處理后,強度和摩擦學性能得到了顯著提高[13]。Tanprayoon研究了氮化鈦(TiN)顆粒與不銹鋼316L的混合可行性,發現納米級TiN顆粒起到了強化作用,合金硬度最大可提高70HV0.05[14]。也有(you)企業(ye)研(yan)發出高Mn.Ni型雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)合(he)金粉(fen)末(mo),大幅度(du)提升了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕性能和耐磨(mo)性能。

1.4鋁合金

傳統用于(yu)(yu)(yu)3D打(da)印的(de)(de)鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)室溫強(qiang)度(du)(du)僅(jin)有(you)(you)300MPa左右,加入某(mou)(mou)些微(wei)(wei)量元素(su)可顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)室溫強(qiang)度(du)(du)。中強(qiang)度(du)(du)和(he)高(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)有(you)(you)望替代(dai)結構鈦(tai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)不銹鋼,作(zuo)為航(hang)空航(hang)天領域中的(de)(de)重(zhong)要零部件(jian)。某(mou)(mou)校企(qi)(qi)合(he)(he)(he)(he)作(zuo)項目開發(fa)了(le)(le)各向同(tong)(tong)性(xing)A1.Mn.Sc—zr系鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin),使得鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)多方向極限拉(la)(la)伸(shen)(shen)強(qiang)度(du)(du)高(gao)于(yu)(yu)(yu)500MPa,延(yan)伸(shen)(shen)率高(gao)于(yu)(yu)(yu)10%。也有(you)(you)校企(qi)(qi)合(he)(he)(he)(he)作(zuo)項目合(he)(he)(he)(he)作(zuo)開發(fa)了(le)(le)中強(qiang)度(du)(du)A1一(yi)Mg.Si—Mn.Ti打(da)印材料(liao),具(ju)有(you)(you)抗(kang)(kang)拉(la)(la)強(qiang)度(du)(du)450MPa以(yi)上、延(yan)伸(shen)(shen)率9%以(yi)上的(de)(de)優異(yi)性(xing)能。還有(you)(you)校企(qi)(qi)合(he)(he)(he)(he)作(zuo)項目合(he)(he)(he)(he)作(zuo)開發(fa)了(le)(le)陶瓷原位增(zeng)強(qiang)鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)粉(fen)末,其打(da)印件(jian)的(de)(de)最(zui)大抗(kang)(kang)拉(la)(la)強(qiang)度(du)(du)超(chao)過540MPa,最(zui)大斷(duan)裂伸(shen)(shen)長率超(chao)過15%。某(mou)(mou)企(qi)(qi)業與某(mou)(mou)科研(yan)院所研(yan)發(fa)的(de)(de)ZYHL-2高(gao)強(qiang)度(du)(du)鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)熱處理后(hou)的(de)(de)抗(kang)(kang)拉(la)(la)強(qiang)度(du)(du)穩(wen)定在(zai)550~560MPa,延(yan)伸(shen)(shen)率為12%~14%,同(tong)(tong)時在(zai)215℃高(gao)溫下仍能達至250MPa的(de)(de)抗(kang)(kang)拉(la)(la)強(qiang)度(du)(du),延(yan)伸(shen)(shen)率可達18%以(yi)上。Wang等開發(fa)出一(yi)種Al-Mg-Sc-Zr合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin),實施激光(guang)選(xuan)區熔(rong)化工(gong)藝(yi)后(hou),不僅(jin)具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)和(he)韌性(xing)組(zu)合(he)(he)(he)(he),而(er)且超(chao)細第二相粒(li)子也呈現明(ming)顯(xian)的(de)(de)異(yi)質α-Al基體組(zu)織(zhi)(zhi),可與傳統的(de)(de)7075-T651鍛造鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)相媲美[15]。Wang等開發(fa)了(le)(le)噴(pen)霧(wu)成(cheng)形(xing)新型(xing)A1-Zn-Mg-Cu鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin),并探究了(le)(le)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)顯(xian)微(wei)(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)穩(wen)定性(xing)和(he)力學(xue)性(xing)能,發(fa)現由于(yu)(yu)(yu)晶粒(li)細化強(qiang)化、位錯強(qiang)化和(he)沉(chen)淀強(qiang)化的(de)(de)共同(tong)(tong)作(zuo)用,合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)和(he)極限抗(kang)(kang)拉(la)(la)強(qiang)度(du)(du)分別提(ti)高(gao)了(le)(le)171MPa和(he)143MPa[16]。高(gao)強(qiang)度(du)(du)鋁(lv)(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材料(liao)性(xing)能對比統合(he)(he)(he)(he)于(yu)(yu)(yu)表1所示。

1.5難熔合金

難熔金(jin)(jin)屬包括鎢、鉬、鉭(tan)、鈮等(deng)(deng)(deng)金(jin)(jin)屬,其(qi)最(zui)大的(de)(de)共同特點(dian)是(shi)熔點(dian)高,且每(mei)種金(jin)(jin)屬也有各自的(de)(de)特點(dian)。鎢具(ju)有高硬度(du)以(yi)及(ji)良(liang)好的(de)(de)射線屏蔽性(xing)(xing)能,被廣泛應用于電(dian)子行(xing)業(ye)、核(he)工(gong)(gong)業(ye)以(yi)及(ji)醫療行(xing)業(ye)。鉭(tan)具(ju)有耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)能以(yi)及(ji)優良(liang)的(de)(de)電(dian)性(xing)(xing)能,主要被應用于鉭(tan)電(dian)容制造和(he)醫療植入物等(deng)(deng)(deng),其(qi)中純鉭(tan)植入物如(ru)圖(tu)5所(suo)示(shi)。采(cai)用3D打印方法(fa)生(sheng)產的(de)(de)CT設備(bei)鎢準(zhun)直(zhi)(zhi)器已(yi)(yi)經在國(guo)外長期批量(liang)(liang)應用,該準(zhun)直(zhi)(zhi)器的(de)(de)某(mou)些關鍵性(xing)(xing)能已(yi)(yi)超過傳統(tong)工(gong)(gong)藝制備(bei)的(de)(de)準(zhun)直(zhi)(zhi)器,示(shi)意圖(tu)如(ru)圖(tu)6所(suo)示(shi)。難熔金(jin)(jin)屬熔點(dian)較(jiao)高,成(cheng)(cheng)(cheng)形能量(liang)(liang)輸入較(jiao)高,會形成(cheng)(cheng)(cheng)較(jiao)多孔洞(dong)缺(que)陷,一般通(tong)過調整工(gong)(gong)藝參數和(he)熱(re)(re)等(deng)(deng)(deng)靜(jing)壓(ya)等(deng)(deng)(deng)方式解決。Gu等(deng)(deng)(deng)和(he)Song等(deng)(deng)(deng)通(tong)過對工(gong)(gong)藝參數進(jin)行(xing)研究發現,在低能量(liang)(liang)密度(du)條件(jian)下,更(geng)容易形成(cheng)(cheng)(cheng)致密合(he)金(jin)(jin)[17-18]。Chen等(deng)(deng)(deng)采(cai)用激光(guang)選區熔化(hua)(SLM)技術(shu)成(cheng)(cheng)(cheng)功開(kai)發出Nb-5W-2Mo-1Zr新型難熔合(he)金(jin)(jin),并制備(bei)出高致密零件(jian)。該合(he)金(jin)(jin)經過熱(re)(re)等(deng)(deng)(deng)靜(jing)壓(ya)達到幾乎完全致密,抗拉強度(du)為(678.7±1.1)MPa,延長率為(5.91±0.32)%[19]。

t5-6.jpg

在3D打(da)印(yin)工藝中(zhong),金(jin)(jin)屬粉末質量是(shi)影響最終打(da)印(yin)部件結構(gou)(gou)及(ji)性(xing)能的(de)(de)(de)關鍵因(yin)素之一。結合(he)我(wo)國3D打(da)印(yin)金(jin)(jin)屬材(cai)(cai)料存在的(de)(de)(de)問題及(ji)需(xu)要解決的(de)(de)(de)關鍵技術(shu)發現(xian),需(xu)要豐(feng)富(fu)3D打(da)印(yin)金(jin)(jin)屬材(cai)(cai)料體(ti)系,加(jia)強3D打(da)印(yin)金(jin)(jin)屬新(xin)合(he)金(jin)(jin)和創(chuang)新(xin)構(gou)(gou)型(xing)結構(gou)(gou)功(gong)能一體(ti)化材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)研究(jiu),通過理論(lun)與工程實(shi)踐相結合(he),開發出顛覆性(xing)的(de)(de)(de)新(xin)材(cai)(cai)料和新(xin)結構(gou)(gou),實(shi)現(xian)我(wo)國金(jin)(jin)屬3D打(da)印(yin)技術(shu)創(chuang)新(xin)。

2、有機高分子材料

有(you)機高分(fen)子材(cai)料包括(kuo)專(zhuan)用(yong)樹(shu)脂、超高分(fen)子量聚合物等(deng)(deng)材(cai)料,主要(yao)以線材(cai)為主,通過(guo)特定的熱源形式完成(cheng)。國內外材(cai)料廠(chang)商利用(yong)聚乳酸(PLA)、PETG等(deng)(deng)3D打印線材(cai)合成(cheng)機理,對傳(chuan)統線材(cai)進行(xing)化(hua)學改(gai)性(xing),提(ti)升材(cai)料韌性(xing)和強度等(deng)(deng)指標。聚醚醚酮(PEEK)材(cai)料的改(gai)性(xing)則采(cai)取碳纖維等(deng)(deng)增強基的復(fu)合化(hua)處理。

2.1聚(ju)乳酸(PLA)

聚(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)(PLA)是一(yi)種新型(xing)的(de)生物降解材料(liao),由聚(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)制(zhi)成的(de)產(chan)品(pin)除了能夠被生物降解外(wai),生物相容性、光澤度、透明性、手感和(he)耐熱性也非常(chang)好,還具有一(yi)定的(de)抗菌性、阻燃性和(he)抗紫外(wai)性,主要用(yong)于服飾、建(jian)筑、農業(ye)、林業(ye)、造紙和(he)醫療衛生等領域。

近期,國(guo)內主流PLA線(xian)材廠商對傳統材料進(jin)行(xing)了改性和升級,取得了較大成效(xiao)。eSUN在對聚(ju)(ju)乳酸材料進(jin)行(xing)增韌之后(hou)可以拓(tuo)寬其應用(yong)范圍,eSUN聚(ju)(ju)乳酸線(xian)材產品如圖(tu)7所示。

t7-8.jpg

Polymakeri_匝過(guo)將聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)和聚(ju)(ju)丙烯(xi)酸(suan)酯微球(qiu)混合,提(ti)升了聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)力學(xue)性(xing)能,尤其是(shi)韌性(xing),Polymaker聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)線材(cai)(cai)(cai)產品如圖8所示。某新材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)企業用(yong)甲(jia)(jia)基丙烯(xi)酸(suan)甲(jia)(jia)酯一丙烯(xi)酸(suan)丁(ding)稀共聚(ju)(ju)物進行(xing)(xing)增(zeng)韌改(gai)(gai)性(xing),改(gai)(gai)蘺材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)抗沖(chong)擊(ji)性(xing)能二國外研(yan)究(jiu)學(xue)者采取材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)復(fu)合、加(jia)入(ru)增(zeng)強(qiang)基等(deng)方法對(dui)聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)進行(xing)(xing)強(qiang)化。Reverte等(deng)將短纖(xian)維作為增(zeng)強(qiang)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)添加(jia)到(dao)聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)中,獲得一種新型(xing)復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),抗拉強(qiang)度提(ti)高近50%[20]。Zerankeshi等(deng)制備(bei)了新型(xing)的(de)聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)一石墨絲材(cai)(cai)(cai)復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),可(ke)顯著提(ti)升聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)的(de)機械強(qiang)度,使聚(ju)(ju)乳(ru)(ru)酸(suan)的(de)機械強(qiang)度達到(dao)7MPa[21]。

2.2PETG

PETG材料(liao)是一種(zhong)透(tou)明的(de)非晶型共聚(ju)酯,可采(cai)用傳統的(de)擠出、注塑(su)、吹塑(su)及吸塑(su)等成形方(fang)法(fa),也可以用于(yu)3D打印成形,其(qi)二次加(jia)工性能優良,被廣泛用于(yu)塑(su)料(liao)制品、醫療保(bao)健品、包裝制品等領域。

應用(yong)于3D打印的(de)(de)(de)PETG原材(cai)料(liao)(liao)主要(yao)為FDM線(xian)材(cai)。PETG熔點高(gao)(gao),對(dui)打印溫度(du)(du)提(ti)出了較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)要(yao)求。但(dan)是材(cai)料(liao)(liao)成形的(de)(de)(de)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能較低(di)、耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)能較差(cha),在(zai)實際推(tui)廣應用(yong)過程(cheng)中(zhong)嚴重受(shou)阻(zu),因此PETG通常需要(yao)改(gai)性(xing)(xing)(xing),以提(ti)高(gao)(gao)其機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能及打印性(xing)(xing)(xing)能。國內(nei)外3D打印耗(hao)(hao)材(cai)廠商(shang)通過對(dui)PETG進(jin)行(xing)增(zeng)強增(zeng)韌等(deng)改(gai)性(xing)(xing)(xing),推(tui)出了具有(you)(you)各自特色的(de)(de)(de)PETG耗(hao)(hao)材(cai)。Taulman3D推(tui)出一款guideline線(xian)材(cai),生物相容(rong)性(xing)(xing)(xing)良好,熱(re)變(bian)形溫度(du)(du)達70℃以上。3DxTech推(tui)出一款Nanotube線(xian)材(cai),由PETG與碳納米管進(jin)行(xing)復(fu)合(he)(he)(he)(he)制備(bei)而(er)得。具有(you)(you)優秀的(de)(de)(de)耐(nai)化(hua)學腐蝕性(xing)(xing)(xing)能、耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)能、極低(di)的(de)(de)(de)吸濕性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)優異的(de)(de)(de)尺寸穩定性(xing)(xing)(xing)。目前(qian)國內(nei)外研(yan)究人員關于PETG研(yan)究較少(shao),僅僅從增(zeng)韌改(gai)性(xing)(xing)(xing)方(fang)面進(jin)行(xing)了相關研(yan)究。Rubans等(deng)和(he)(he)Santosh等(deng)分別將碳纖維(CF)和(he)(he)形狀記憶合(he)(he)(he)(he)金(Ni-Ti)作為增(zeng)強材(cai)料(liao)(liao)與PETG混(hun)合(he)(he)(he)(he),發現CF-PETG復(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)樣(yang)品(pin)硬度(du)(du)、抗拉強度(du)(du)和(he)(he)沖(chong)擊強度(du)(du)等(deng)力學性(xing)(xing)(xing)能有(you)(you)所提(ti)升(sheng),Ni-Ti-PETG復(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)動(dong)態(tai)力學性(xing)(xing)(xing)能顯著提(ti)升(sheng),并且與短纖維增(zeng)強復(fu)合(he)(he)(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)相比(bi),復(fu)合(he)(he)(he)(he)線(xian)材(cai)具有(you)(you)更高(gao)(gao)阻(zu)尼性(xing)(xing)(xing)能[22-23]。

2.3聚醚(mi)醚(mi)酮(PEEK)

聚醚醚酮(PEEK)是高(gao)溫熱塑性特種工程(cheng)塑料,具有高(gao)強度、耐(nai)高(gao)溫、抗化(hua)學腐蝕、耐(nai)磨損、自潤滑、生(sheng)物(wu)相容性、阻燃等(deng)優異性能,在汽(qi)車、飛機制造、電子電器以及醫(yi)療等(deng)領域有一(yi)定(ding)應(ying)用。Yan等(deng)采用碳(tan)纖維(CF)與PEEK混合粉制備(bei)新(xin)型

復合材(cai)料,結果(guo)表明新材(cai)料預熱(re)溫度降低(di),零件收(shou)縮和(he)(he)翹曲問題顯(xian)(xian)著改善(shan)[24]。Zheng等開發了(le)羥基磷灰石(HA)與PEEK混合的新材(cai)料,并(bing)采用熔絲制(zhi)造(zao)(FFF)工藝制(zhi)備了(le)骨(gu)組織支(zhi)架,研究(jiu)結果(guo)顯(xian)(xian)示細(xi)胞的粘附、增殖(zhi)、成(cheng)骨(gu)分化(hua)和(he)(he)礦化(hua)骨(gu)髓間充質干(gan)細(xi)胞對PEEK/HA支(zhi)架的作用能力明顯(xian)(xian)提(ti)高,并(bing)且PEEK/HA支(zhi)架相比純(chun)PEEK支(zhi)架具有更好的骨(gu)融合效果(guo)和(he)(he)粘結強(qiang)(qiang)度呤[25]。Shang等設計(ji)并(bing)合成(cheng)了(le)氟基聚(ju)醚(mi)醚(mi)酮(tong)(FD.PEEK),研究(jiu)結果(guo)顯(xian)(xian)示,15%mol芴基團(tuan)(15%-FD-PEEK)的引入使層間強(qiang)(qiang)度和(he)(he)斷裂應變分別比PEEK提(ti)高了(le)400%和(he)(he)500%,分別達到67MPa和(he)(he)11.23%,表明材(cai)料的層間強(qiang)(qiang)度得(de)到了(le)顯(xian)(xian)著的提(ti)高[26]。

t9.jpg

t10.jpg

有機(ji)高分子(zi)材料需求(qiu)量較大,對材料的(de)強度、耐磨、耐高溫(wen)、耐候、抗靜電(dian)、阻(zu)燃及成(cheng)本等性能(neng)指標(biao)提出(chu)了更高的(de)要求(qiu)。因(yin)此,有機(ji)高分子(zi)材料性能(neng)仍然有很大提升空間(jian),離在工業(ye)領域廣泛應用(yong)還較遠。

3、無機非金屬材料

3.1砂型材料

砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)主要分(fen)為用(yong)于(yu)(yu)選擇性(xing)激光燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(SLS)技術的覆(fu)膜(mo)(mo)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)和用(yong)于(yu)(yu)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)接劑(ji)(ji)(ji)噴射(she)(she)(BJP)技術的樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)。SLS覆(fu)膜(mo)(mo)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)材(cai)(cai)料(liao)(liao)是一(yi)種選擇性(xing)激光燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(SLS)工藝(yi)(yi)打印(yin)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)用(yong)型(xing)(xing)芯或(huo)型(xing)(xing)殼的成(cheng)形(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao),打印(yin)出(chu)(chu)的砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)結(jie)(jie)(jie)合(he)傳統鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)工藝(yi)(yi),可(ke)快速(su)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)制得金屬零件(jian)(jian)。BJP樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)主要包括鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)用(yong)硅(gui)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)、呋(fu)喃樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)、酚醛(quan)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)、無機粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)等鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)成(cheng)形(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao),通過BJPI藝(yi)(yi)成(cheng)形(xing)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)芯、砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing),極大程度(du)上(shang)提(ti)升了(le)(le)(le)(le)(le)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)生(sheng)產效率(lv)。覆(fu)膜(mo)(mo)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)的燒(shao)結(jie)(jie)(jie)性(xing)能優(you)異,尤其適用(yong)于(yu)(yu)復雜結(jie)(jie)(jie)構金屬零件(jian)(jian)的快速(su)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao),在(zai)航空航天、汽車制造(zao)(zao)等領域有廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)。某企業研制的覆(fu)膜(mo)(mo)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)材(cai)(cai)料(liao)(liao)拉伸強(qiang)度(du)可(ke)達(da)4~6MPa,發氣(qi)量(liang)為12~13ml/g,耐火度(du)高(gao),潰散性(xing)好(hao),有比(bi)傳統工藝(yi)(yi)更優(you)良的抗粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)性(xing),使鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)易于(yu)(yu)脫模,生(sheng)產的鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)表面粗糙(cao)度(du)可(ke)達(da)3.2~6.3μm。華中科技大學利(li)用(yong)覆(fu)膜(mo)(mo)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)直接燒(shao)結(jie)(jie)(jie)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)并(bing)結(jie)(jie)(jie)合(he)熔模精密鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)工藝(yi)(yi)成(cheng)功澆鑄(zhu)(zhu)出(chu)(chu)摩托車氣(qi)缸體(ti)、汽缸蓋和渦輪(lun)(lun)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)。國(guo)內相(xiang)關(guan)學者(zhe)對(dui)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)接劑(ji)(ji)(ji)噴射(she)(she)樹(shu)(shu)脂(zhi)(zhi)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)工藝(yi)(yi)進(jin)行了(le)(le)(le)(le)(le)改進(jin)。陳瑞等針對(dui)3D打印(yin)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)緊實度(du)低(di)的問題,提(ti)出(chu)(chu)了(le)(le)(le)(le)(le)一(yi)種空間(jian)網(wang)格(ge)化(hua)(hua)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)3D打印(yin)方法,利(li)用(yong)圓(yuan)形(xing)、矩形(xing)兩(liang)種基(ji)礎形(xing)狀,按不同(tong)網(wang)格(ge)大小與不同(tong)網(wang)格(ge)間(jian)骨架尺(chi)寸進(jin)行網(wang)格(ge)劃分(fen),降低(di)了(le)(le)(le)(le)(le)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)強(qiang)度(du)10%~50%,提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)(le)(le)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)透氣(qi)性(xing)100%以上(shang),減少(shao)了(le)(le)(le)(le)(le)粘(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(ji)(ji)(ji)用(yong)量(liang)10%~50%[27]。林峰提(ti)出(chu)(chu)打印(yin)工藝(yi)(yi)參數(shu)對(dui)砂(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)型(xing)(xing)碳排放源影(ying)響分(fen)析模型(xing)(xing),建立了(le)(le)(le)(le)(le)三(san)個目標(biao)的優(you)化(hua)(hua)模型(xing)(xing),并(bing)以某型(xing)(xing)號(hao)葉輪(lun)(lun)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)作為實例研究,結(jie)(jie)(jie)果顯示碳排放量(liang)減少(shao)了(le)(le)(le)(le)(le)33.1%,打印(yin)效率(lv)提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)(le)(le)38.35%,彎曲(qu)應(ying)(ying)力僅降低(di)了(le)(le)(le)(le)(le)1.02%[28]。

3.2陶瓷材料

在用于3D打印陶瓷材料中,研究最多的、成熟度最高的陶瓷材料主要為氧化物(Al2O3、ZrO2,)、SiC、磷酸三鈣(gai)(TCP)等材料。粉末(mo)床成形(xing)(xing)技術(shu)一(yi)般要求(qiu)粉體具有較高的流動性:立體光固化成形(xing)(xing)技術(shu)所用的原(yuan)材料是由陶瓷(ci)粉體、分散劑(ji)和添加劑(ji)等組成的漿料。

氧化物陶瓷被廣泛地應用于刀具、磨輪、球閥、軸承等的制造,其中以Al2O3,和ZrO2:陶瓷刀具制造最為廣泛。該種材料被研究學者所關注的性能以耐磨性能和強韌性為主。Hofer-等開發了一種基于光刻的氧化鋁陶瓷增材制造技術,利用300~450℃/min的速度快速燒結形狀復雜的陶瓷部件,生成的氧化鋁具有810MPa的高機械強度和高韌性[29]。Shen等采用激光選區熔化技術直接制備Al2O3/GdAlO3(GAP)共晶復合陶瓷,顯微硬度和斷裂韌性分別達到(17.1±0.2)GPa和(4.5±0.1)MPa·m172m1/2[30]。

SiC陶瓷在已知陶瓷材料中具有最佳的高溫力學性能(高的抗彎強度、優良的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦因數等),其抗氧化性能在所有非氧化物陶瓷中也是最好的。Chang等提出了一種通過引入低光吸收SiO2粉末和(he)(he)兩步燒結過程打印(yin)高性(xing)能,SiC陶(tao)瓷的(de)(de)路線,制備(bei)(bei)的(de)(de)SiC陶(tao)瓷具(ju)有(you)更(geng)高的(de)(de)抗(kang)彎強度(268.66MPa)[31]。Lu等采(cai)用激光選(xuan)區燒結(SLS)技術實(shi)現了(le)SiCw/SiC材料(liao)的(de)(de)制備(bei)(bei),當(dang)SiC的(de)(de)粒徑范(fan)圍在60.80μm時,原位的(de)(de)SiCw數量最多,行成和(he)(he)生長方式遵循(xun)傳(chuan)統的(de)(de)汽一(yi)(yi)液一(yi)(yi)固(V-L.S)機制[32]。Xu等提出(chu)了(le)一(yi)(yi)種(zhong)由(you)碳化(hua)硅、碳粉和(he)(he)碳化(hua)硅晶(jing)須(SiCw)組成的(de)(de)新型水基漿料(liao),試件的(de)(de)最大抗(kang)彎強度為(wei)239.3MPa[33]。

磷酸三(san)鈣陶(tao)瓷(Tricalciumphosphate,TCP)的(de)(de)(de)化(hua)學組成在人體骨(gu)骼中廣泛(fan)存在,因(yin)此在醫療領域作(zuo)為一種良好的(de)(de)(de)骨(gu)修復(fu)三(san)維支(zhi)架(jia)而(er)被廣泛(fan)應用。TCP支(zhi)架(jia)是國內外研(yan)究的(de)(de)(de)熱點之一,長期(qi)以來(lai),研(yan)究人員不斷提升(sheng)(sheng)性(xing)(xing)能來(lai)改善TCP支(zhi)架(jia)對于骨(gu)損傷等方面的(de)(de)(de)治療效果。Li等開發了(le)(le)β.磷酸三(san)鈣陶(tao)瓷/58S生物(wu)玻璃(β-TCP/BG)新型復(fu)合(he)材料并制備了(le)(le)β-TCP/BG陶(tao)瓷漿料支(zhi)架(jia),研(yan)制結果顯β-TCP/BG樹脂漿液的(de)(de)(de)最大(da)(da)粘(zhan)度為85.92Pa·s,支(zhi)架(jia)的(de)(de)(de)抗壓(ya)強(qiang)度達到最大(da)(da)值(zhi)(11.43±0.4)MPa[34]。Yin等和Qi等研(yan)討了(le)(le)合(he)金(jin)與(yu)TCP陶(tao)瓷的(de)(de)(de)復(fu)合(he)可行性(xing)(xing),二者(zhe)研(yan)究表明(ming)添加了(le)(le)合(he)金(jin)元素的(de)(de)(de)TCP陶(tao)瓷支(zhi)架(jia)的(de)(de)(de)生物(wu)降解和力學穩定性(xing)(xing)均獲(huo)得較大(da)(da)提升(sheng)(sheng)[35-36]。

目前,大多(duo)數陶瓷(ci)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)研究(jiu)還處于(yu)科研攻(gong)關階段(duan),加強與(yu)高校(xiao)、研究(jiu)院所等的(de)(de)(de)合作交流(liu),可(ke)獲取有用的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)和資源(yuan),是有利于(yu)陶瓷(ci)材(cai)(cai)料(liao)創新發展(zhan)的(de)(de)(de)最(zui)有效方法(fa)。此外,也可(ke)以深入與(yu)國際化工材(cai)(cai)料(liao)企業(如巴斯夫)等的(de)(de)(de)合作交流(liu),努力尋材(cai)(cai)問料(liao),從源(yuan)頭解決(jue)制約陶瓷(ci)材(cai)(cai)料(liao)發展(zhan)的(de)(de)(de)問題。

4、結論和展望

本(ben)文將3D打印(yin)先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料分為(wei)金屬(shu)材(cai)料、有機高分子材(cai)料、無(wu)機非金屬(shu)材(cai)料三大類(lei),并分別闡述(shu)了(le)各材(cai)料種類(lei)下(xia)的國內外先(xian)進(jin)(jin)3D打印(yin)技術的最新研究(jiu)成果,得到了(le)以(yi)下(xia)嶄新認(ren)識:

(1)隨著工程化(hua)應用的深(shen)入,3D打印金屬(shu)材料種類正(zheng)在逐漸豐富(fu),并通過(guo)合金化(hua)、增(zeng)強基強化(hua)等手段提(ti)升性能(neng)。

(2)國內外有機高分子線材廠商基于合成(cheng)原理,采用改性和(he)材料(liao)復合化改善(shan)線材性能,韌性和(he)抗彎強度是(shi)重(zhong)要(yao)研究(jiu)指(zhi)標。

(3)大多(duo)數3D打印(yin)砂型、陶(tao)瓷等(deng)無機(ji)非金屬材(cai)料的研究圍繞工(gong)藝適應性(xing)開(kai)展,部分材(cai)料已開(kai)始進入性(xing)能改(gai)善階段(duan)。

當(dang)前,3D打印先進材(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)業已經成為(wei)國(guo)內(nei)外研究熱點,新(xin)型先進材(cai)(cai)料(liao)(liao)多可通過(guo)原材(cai)(cai)料(liao)(liao)與增強基(ji)混合制備成復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)以及優化(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)成分兩種方(fang)(fang)式得(de)到。下一步,還應從新(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)應用技術理(li)論和成形機(ji)理(li)方(fang)(fang)法等角度發力(li),借鑒成功經驗,完(wan)善應用場(chang)

景,在高速發(fa)展的(de)3D打印(yin)(yin)先進(jin)材料產業(ye)中把握機遇(yu),激發(fa)對材料的(de)性能、加工性、功能多樣化開發(fa)的(de)動(dong)力,逐(zhu)步推進(jin)3D打印(yin)(yin)先進(jin)材料產業(ye)更(geng)加健(jian)康(kang)有序發(fa)展。

參考文獻

[1]G13NTHERD,HEYMELB,GONTHERJF,eta1.Continuous3D-printingforadditivemanufacturing[J]. RapidPrototypingJournal,2014,20(4):320-327.

[2]王廣春,趙(zhao)國群(qun).快(kuai)速(su)(su)成型與快(kuai)速(su)(su)模具制造技術及(ji)其應(ying)用[M].北京:機械(xie)工(gong)業出版社,2013.

[3]黃樹(shu)槐,肖躍加,莫健(jian)華,等.快速成形(xing)技術的展望[J]沖國機械工程,2000,11(1):195.200.

[4]孫(sun)曉(xiao)林.3D打印技術的(de)應用[J].機(ji)電(dian)產品開發(fa)與(yu)創新(xin),2013,26(4):108-109.

[5]LIMX,ZHOUSB.ResearchontheApplicationof3DPrintingTechnologyintheFieldofPackaging[J]. AppliedMechanics&Materials,2015,73l:304-307.

[6]陳雙,吳甲(jia)民,史玉升(sheng).3D打印材料及(ji)其(qi)應用(yong)概述[J].物(wu)理,2018,47(11):715-724.

[7]LIS,LANX,WANGZ,eta1.MicrostructureandmechanicalpropertiesofTi-6.5A1-2Zr-Me-Valloy processedbyLaserPowderBedFusionandsubsequentheattreatments[J].AdditiveManufacturing,2021, 48A(12):102832.

[8]AHMEDM,OBEIDIMA,YINS,eta1.Influenceofprocessingparametersondensity,surfacemorphologiesandhardnessofas-builtTi··5AI-·5Me·5V-3Cralloymanufacturedbyselectivelasermelting[J].JournalofAlloysandCompounds,2022,910:164760.

[9]ZHANGX,LID,ZHENGY’eta1.In·situsynthesisofTi5Si3-reinforcedtitaniummatrix nanocompositebyselectivelasermelting:Quasi-continuousreinforcementnetworkand enhancedmechanicalperformance[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2022,309: 117752.

[10]WENY,ZHANGB,NARAYANRL,eta1.LaserpowderbedfusionofcompositionallygradedCoCrMo-Inconel718[J].AdditiveManufacturing,2021,40(4):101926.

[11]GHOUSSOUBJN,KLUPP,DICK-CLELANDWJB,eCa1.Anewclassofalumina·formingsuperalloyfor 3Dprinting[J].AdditiveManufacturing,2022,52(4):102608.

[12]CHENZ,LIY'ZHANGS,eta1.HierarchicalarchitectureandmechanicalbehaviorofK418Ni-basedsuperalloysmanufacturedbylaserpowderbedfusion[I].MaterialsScienceandEngineering:A,2022,851:143630.

[13]ZOUY'TANC,QIUz,eta1.AdditivelymanufacturedSiC-reinforcedstainlesssteelwithexcellentstrengthandwearresistance[J].AdditiveManufacturing,2021,41(5):101971.

[14]TANPRAYOOND,SRISAWADIS,SAT0Y,eta1.Microstructureandhardnessresponseofnovel 3l6LstainlesssteelcompositewithTiNadditionfabricatedbySLM[J].Optics&LaserTechnology,2020,129:106238.

[15]WANGZ,LINX,KANGN,eta1.Makingselective-laser-meltedhigh—strengthA1-Mg-Sc-Zralloytoughviaultrafineandheterogeneousmicrostructure[J].ScriptaMaterialia,2021,203(1/2):114052.

[16]WANGZ,WANGM,LIY,eta1.EffectofpretreatmentonmicrostructuralstabilityandmechanicalpropertyinasprayformedA1一Zn-Mg-Cualloy[J].Materials&Design,2021.203(5):109618.

[17]GUP,QIT,CHENL,eta1.ManufacturingandanalysisofVNbMoTaWrefractoryhigh-entropyalloyfabricatedbyselectivelasermelting[J].InternationalJournalofRefractoryMetalsandHardMaterials,2022,l05:105834.

[18]SONGC,DENGZ,ZOUZ,eta1.Puretantalummanufacturedbylaserpowderbedfusion:Influence ofscanningspeedontheevolutionofmicrostructureandmechanicalproperties[J].InternationalJournalof RefractoryMetalsandHardMaterials,2022,107(9):105882.

[19]CHENJ,DINGW,TAOQ,eta1.LaserpowderbedfusionofaNb—basedrefractoryalloy:Microstructureandtensileproperties[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2022,843:143153.

[20]REVERTEJM,cAMINEROMN,CHAC6NJM,eta1.MechanicalandGeometricPerformanceofPLA.BasedPolymerCompositesProcessedbytheFusedFilamentFabricationAdditiveManufacturingTechnique[J].Materials,2020,13(8):1924.

[21]ZERANKESHIMM,SAYEDAINSS,TA:VANGARrRDM.eta1.DevelopinganoveltechniqueforthefabricationofPLA—graphitecompositefilamentsusingFDM3Dprintingprocess[J].CeramicsInternational,2022,48(21):31850.31858.

[22]RUBANSSR,RAJAR,JANNETS,eta1.EffectsofInfillSpeedandHeatTreatment onMechanicalPropertiesofCarbonFiberReinforcedPolyethyleneTerephthalateGlycol (CF—PETG)Composites[J].EncyclopediaofMaterials:PlasticsandPolymers,2022,3:234-243.

[23]SANTOSHS,NITHYANANDHG,ASHWATHJ,eta1.Comparisonofinternalfrictionmeasurementson Ni—Tireinforcedsmartcompositespreparedbyadditivemanufacturing[J].JournalofAlloysandCompounds,2022,924:166027.

[24]YANM,TIANX,YAOR.ProoessabilityandreusabilityofCF/PEEKmixtureforPowderBedFusionofhighstrengthcomposites[J].CompositesCommunications,2022:101318.

[25]ZHENGJ,ZHA0H,0UYANGZ,eta1.Additively-manufacturedPEEK/HAporousscaffolds

withexcellentosteogenesisforbonetissuerepairing[J].CompositesPartB:Engineering,2022,232:109508.

[26]SHANGY’XUQ,JIANGB,eta1.Slowingcrystallizationtoenhanceinterlayerstrengthof3Dprintedpoly(etheretherketone)partsbymoleculardesign[J].AdditiveManufacturing,2022,59A(11):103104.

[27]陳(chen)瑞,李景明,宋照(zhao)偉.改進3D打印(yin)砂(sha)型性(xing)能方法研究[c]//中(zhong)國(guo)機械(xie)工(gong)程學會,鑄造行業(ye)生產力促進中(zhong)心.2021中(zhong)國(guo)鑄造活(huo)動周論文(wen)集,2021:148.156.

[28]林(lin)峰.砂型3D打印工藝過程(cheng)碳排放影(ying)響(xiang)分析(xi)及(ji)其優化設計[D].杭州:浙江科技學院,2022.

[29]HOFERAKKOCJAN,BERMFJOR.high-strengthlithography-basedadditivemanufacturingofceramiccomponentswithrapidsi-tering[J].AdditiveManufacturing,2022,59A(11):103141.

[30]SHENz,SUH,LIUH,eta1.DirectlyfabricatedA1203/GdAl03eutecticceramicwithlargesmoothsurfacebyselectivelasermelting:rapidsolidificationbehaviorandthermalfieldsimulation[J].JournaloftheEuropeanCeramicSociety,2022,42(3):1088—1101.

[31]CHANGH,TANGJ,GUOx,eta1.StereoIithography-basedadditivemanufacturingofRB—SiCceramicsbyatwo-stepsinteringmethod[1].CeramicsInternational,2023,49(1):1085-1091.

[32]LUD,ZHANGL,CHENGS,cta1.Microstructurecontr01ofSiCw/SiCcompositesbased onSLStechnology[J].JournaloftheEuropeanCeramicSociety,2022,42(9):3747—3758.

[33]XUH,LIUY,CHEY'eta1.Combinationofdirectinkwritingandreactionbondedforrapidfabricationof SiCw/SiCcomposites[J].CeramicsInternational,2023,49(1):392—402.

[34]LIX,ZHANGH,SHENY,eta1.FabricationofporousB.TCP/58Sbioglassscaffoldsviatop-downDLPprintingwithhighsolidloadingceramic-resinslurrj[J].MaterialsChemistryandPhysics,2021,267:124587

[35]YINX,LIQ,HONGY'eta1.Customizedreconstructionofalveolarcleftbyhighmechanically stablebioactiveceramicscaffoldsfabricatedbydigitallightprocessing[J].Materials&Design,2022,218:110659

[36]QID,SUJ,LIS,eta1.3Dprintedmagnesium·dopedp-TCPgyroidscaffoldwithosteogcnesis,angiogenesis,immunomodulationpropertiesandboneregenerationcapabilityinvivop].BiomatefialsAdvances,2022,136:212759

作者簡介:

王玉健(1995-),通信作者(zhe),男(nan),河北唐山人,助理工程師。研究方向:增(zeng)材制造(zao)。

E-mail:1011544567@qq.corn

李方正(1986-),男,山(shan)東濰(wei)坊人,經濟學博士(shi),副研(yan)究(jiu)員。研(yan)究(jiu)方向:增材制(zhi)造、工(gong)業機器人、智能制(zhi)造、通用航空、智能網(wang)聯汽車。

E-mail:lifangzheng@eidc.org.cn

在線客服(fu)
客服電話

全國免費服務熱線
0917 - 3388692
掃一掃

jenota.com.cn
利泰金屬手機網

返回頂部

↑