文献综述
摘要:增材制造(3D打印)技术因其能直接打印任意形状的建筑物和复杂结构体系的能 力,备受关注。
其中更有一部分技术可以通过热固型高聚物和其他功能材料的液态混合物,利用直写工艺或电流体喷印工艺设计3D打印结构,通过三维建模、仿真模拟和工况分析最终确定理想喷头应该具备的形状和结构。
本文综述了国内外基于热固性复合材料的 3D打印技术研究结果,并分析了其局限性,提出 3D打印喷头结构设计的迫切性。
关键词:3D 打印;热固型复合材料;直写工艺;电流体喷印工艺Abstract:Additive manufacturing (3D printing) technology has attracted much attention because of its ability to directly print buildings of any shape and complex structural systems. Some of these technologies can design 3D printed structures through liquid mixtures of thermoset polymers and other functional materials, using direct-write processes or current body printing processes, and finally determine the shape and structure of the ideal sprinkler through 3D modeling, simulation simulation and condition analysis. In this paper, the research results of 3D printing technology based on thermoset composites at home and abroad are reviewed, and its limitations are analyzed, and the urgency of structural design of 3D printing nozzles is proposed.Keywords:3D printing; thermoset composites; direct-write process; current body printing process.引言:3D打印技术可快速高效地制造精细复杂的立体结构,在诸多领域均展示出良好应用前景。
当今世界有许多大型设备如飞机、桥梁和风力涡轮机都有一个共同点,那就是,它们都由轻质、坚固的碳纤维增强复合材料制成. 虽然纤维增强聚合物复合材料具有许多优越性能,但它们的最大缺点是,制造起来通常复杂又昂贵.近年来,虽然由热塑性聚合物和不连续纤维填料制成的复合材料已成功地被用于3D打印,但受组成性能所限,3D打印的成品复合材料通常力学性能不足、耐热性较差.因此,对连续碳纤维和热固性塑料制成的复合材料进行3D打印,预计能够提供卓越的力学性能和热稳定性,以及带来设计灵活性、低成本、可靠性和可重复性.然而,将增材制造技术用于连续碳纤维和热固性塑料的加工以直接3D打印出成品的复合材料,目前尚没有过报道热固性材料具有出色的力学性能、热稳定性和耐化学性,然而大多数热固性材料尤其是非光固化一类材料的成型都需要较长的交联过程,难以匹配3D打印连续化的制造方式。
在更仔细地观察适合3D打印的材料时,我们注意到到,材料范围确实受到了限制。
而且过去(现在)最大的缺失部分是热固性材料,包括热固性高聚物和其他功能性材料(例如石墨烯、纳米金属颗粒等)的液态混合物。
因此,通过热固性聚合物及其他功能材料的混合物实现3D打印技术已经成为国内外新的研究课题和发展方向。
一、国内外研究现状美国的Mahmoudi等人报告了一种无流变改性剂和光引发剂的纯商业环氧聚合物的3D打印过程,不需要任何树脂改性和使用传统的3D打印机。
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