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          3D打印服務(wù)

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          三維打印新型智能材料的研究現狀簡(jiǎn)介

          來(lái)源:杰呈3D打印 發(fā)布時(shí)間:2021/7/13 11:12:19 瀏覽次數:14
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          目前,3D打印已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域。3D打印一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構造物體的技術(shù),該技術(shù)最早在20世紀80年代中期由美國提出。3D打印建模實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。3D掃描在模具制造、工業(yè)設計等領(lǐng)域被用于制造模型,后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,對傳統的工藝流程、生產(chǎn)線(xiàn)、工廠(chǎng)模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響,是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,3D打印材料的性能不斷提高,價(jià)格不斷下降;目前主流3D打印技術(shù):FDM、SLA、SLM分別使用ABS和PLA光敏樹(shù)脂;尼龍粉;金屬粉。但是除了這些現在已經(jīng)成為主流的3D打印材料之外,還有哪些3D打印材料正在研究中,未來(lái)可能成為主流?下面尹夢(mèng)媛邊肖就給大家簡(jiǎn)單介紹一下。

          1.1 3D打印電活性研究聚合物復合材料

          電活性高分子材料是一種新型的柔性功能材料,在電場(chǎng)作用下可以發(fā)生很大的尺寸或形狀變化,是智能材料的一個(gè)重要分支。

          1.1.1 3D打印IPMC

          Ipmc 是通過(guò)在離子交換膜的兩個(gè)表面上制備電極而形成的復合材料。在外加電壓的作用下,材料中的離子和水分子聚集在電極的一側,導致電極的質(zhì)量和電荷分布不平衡,使材料發(fā)生宏觀(guān)彎曲變形。傳統方法制備的 ipmc 材料大多為片狀,由于傳統方法的局限性,難以制備形狀復雜的智能化 ipmc 材料。

          埃文·馬龍和霍德·利普森于2006年首次提出通過(guò)3D打印技術(shù)制造三層和五層IPMC智能材料。該研究組以Nafion溶液、乙醇和水的混合溶液作為印刷IPMC矩陣的前驅體材料,以銀微粒和Nafion溶液的混合溶液作為IPMC電極材料。首先,通過(guò)3D打印硅膠材料制備立方體硅膠容器,然后通過(guò)噴嘴逐點(diǎn)固化電極-Nafion基體-電極三層結構。3D打印制備的硅膠容器作為下一個(gè)3D打印IPMC的支撐,防止噴嘴噴出的液體在固化前流動(dòng),影響IPMC的制備。為了減少溶液的揮發(fā),延長(cháng)IPMC智能材料的使用壽命,馬龍課題組在三層結構的IPMC 3D打印的基礎上進(jìn)行了改進(jìn),打印固化了一層低導電率的電極保護層,該層電極保護層采用的是醇c熱(zeon chemicals l.p .)材料,不會(huì )被水滲透。3D打印制造的五層IPMC,可以將解決方案密封在IPMC,有效延長(cháng)使用壽命。圖1是通過(guò)3D打印制備的結構示意圖和IPMC。

          盡管我們采用3D打印信息技術(shù)可以制備出的片狀I(lǐng)PMC與傳統文化工藝制備出的片狀I(lǐng)PMC在性能上具有影響較大發(fā)展差距,但是通過(guò)這種新的IPMC智能建筑材料3D打印技術(shù)為制造復雜形狀I(lǐng)PMC三維結構設計奠定了基礎,使今后直接增材制造制造任意形狀I(lǐng)PMC智能產(chǎn)業(yè)結構已經(jīng)成為學(xué)生可能。


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