D打印与高分子材料综述学习教案

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1、会计学1D打印与高分子材料综述打印与高分子材料综述第一页，编辑于星期六：七点 五十六分。CONTENTS3D打印技术简介01高分子材料的应用02结语03第1页/共32页第二页，编辑于星期六：七点 五十六分。什么是什么是3D3D打印技术？打印技术？3D打印技术机械工程控制工程光学热学软件材料科学涉及领域涉及领域第2页/共32页第三页，编辑于星期六：七点 五十六分。基本原理基本原理基本流程基本流程设计三维模型把三维数字模型离散为面、线和点再通过3D 打印设备分层堆积三维的实物第3页/共32页第四页，编辑于星期六：七点 五十六分。WPS演示助您快速创建极具感染力的演示文稿，打造令人震撼的影院效果。第

2、4页/共32页第五页，编辑于星期六：七点 五十六分。类型累计技术基本材料挤压熔融沉积式 (FDM）热塑性塑料，共晶系统金属、可食用材料线电子束自由成形制造(EBF)几乎任何合金粒状直接金属激光烧结（DMLS）几乎任何合金电子束熔化成型（EBM）钛合金选择性激光熔化成型(SLM)钛合金，钴铬合金，不锈钢，铝选择性热烧结（SHS）热塑性粉末选择性激光烧结（SLS）热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末粉末层喷头3D打印石膏3D打印 (PP)石膏层压分层实体制造（LOM）纸、金属膜、塑料薄膜光聚合立体平板印刷（SLA）光硬化树脂数字光处理 (DLP)光硬化树脂第5页/共32页第六页，编辑于星期六：七点 五十

3、六分。n第6页/共32页第七页，编辑于星期六：七点 五十六分。熔融沉积式 (FDM） 通过将丝状材料如热塑性塑料、蜡或金属的熔丝从加热的喷嘴挤出，按照零件每一层的预定轨迹，以固定的速率进行熔体沉积。每完成一层，工作台下降一个层厚进行迭加沉积新的一层，如此反复最终实现零件的沉积成型。FDM工艺的关键是保持半流动成型材料的温度刚好在熔点之上(比熔点高1左右)。其每一层片的厚度由挤出丝的的直径决定，通常是0.250.50mm。*云虹，郭毕佳 快速成型技术的典型方法比较J ， 武汉纺织工学院学报，19960206.第7页/共32页第八页，编辑于星期六：七点 五十六分。选择性激光烧结（SLS） SLS技

4、术是一种使用高功率激光（如二氧化碳激光）的添加制造技术，其原理如图所示。将很小的材料粒子融合成团块，形成所需要的三维形状。高功率激光根据三维数据（如制作的CAD文件或扫描数据）所生成的切面数据，选择性地融化粉末层表面的粉末材料，然后每扫描一个粉末层，工作平台就下降一个层的厚度，一个新的材料层又被施加在上面，这个过程一直重复至完成制造。*张桂兰.解密3D打印J.印刷技术,2013/10第8页/共32页第九页，编辑于星期六：七点 五十六分。选择性热烧结（SHS） SHS 机的工作过程与SLS 机类似，不同的是，SHS机使用的是热敏打印头，而非激光打印头。热敏打印头将热量供给构建室中的热塑性粉末层，

5、即可形成任意复杂的几何形状。其每层的厚度为0.1mm，使用的材料为热塑性粉末.*张桂兰.解密3D打印J.印刷技术,2013/10第9页/共32页第十页，编辑于星期六：七点 五十六分。分层实体制造（LOM） 激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸割出轮廓线，并将箔材无轮廓区切割成小碎片。然后，由热压机构将一层层纸压紧并粘合在一起。可升降工作台支撑正在成型的工件，并在每层成型之后，降低一个纸厚，以便送进、粘合和切割新的一层箔材。最后形成由许多小废料块包围的三维原型零件。然后取出，将多余的废料小块剔除，最终获得三维产品。*张桂兰.解密3D打印J.印刷技术,

6、2013/10第10页/共32页第十一页，编辑于星期六：七点 五十六分。立体平板印刷（SLA）SLA的工作过程如图所示，紫外线激光束通过检流镜驱动，扫描装有液体感光树脂的桶表面，激活聚合反应，树脂硬化形成三维物体的一个固体层。完成一层的构建后，平台将会下降单层厚度（通常0.050.15mm）。然后，刀片扫过部件的横截面，为其涂上新的材料，在这个新的液体表面，再由激光束固化出随后一层的图案，合并到前一层。如此反复，就可形成一个完整的3D部件。构建完成后，部件将被浸入化学药液中，以清洗掉多余的树脂，随后在紫外线烘箱内进一步完成产品的固化。*张桂兰.解密3D打印J.印刷技术,2013/10第11页/

7、共32页第十二页，编辑于星期六：七点 五十六分。n1992 - Stratasys公司售出首台基于FDM技术的“三维建模”机器。n1992年 - DTM售出首台选择性激光烧结（SLS）系统。第12页/共32页第十三页，编辑于星期六：七点 五十六分。第13页/共32页第十四页，编辑于星期六：七点 五十六分。良好的机械强度和设定功能的材料。常用的材料有高分子粉末，高分子丝材，光敏树脂，和高分子凝胶等聚合物。第14页/共32页第十五页，编辑于星期六：七点 五十六分。低温粉碎法低温粉碎法基本原理：基本原理：在低温下高分子材料有一脆化温度Tb，当温度低于Tb时，物料变脆，有利于采用冲击式粉碎方式冲击式粉

8、碎方式进行粉碎。低温粉碎法正是利用高分子材料的这种低温脆性来制备粉末材料的。适用材料：适用材料：常见的高分子材料如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酯等都可采用低温粉碎法制备粉末材料。制备微米制备微米级高级高分子粉末方法分子粉末方法溶剂沉淀法溶剂沉淀法低温粉碎法低温粉碎法第15页/共32页第十六页，编辑于星期六：七点 五十六分。可根据原料性质而定，对于脆性较大的原料如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯类，粉碎温度可以高一些，而对韧性较好的原料如聚碳酸酯、尼龙、ABS 等则应保持较低的温度。粉碎粉碎温度的温度的确定确定低温粉碎法工艺较简单，能连续化生产；但需专用深冷设备，投资大，能量消耗大。而

9、且制备的粉末颗粒形状不规则，粒度分布较宽。特特点点第16页/共32页第十七页，编辑于星期六：七点 五十六分。溶剂沉淀法溶剂沉淀法尼龙尼龙 12 粉末制备工艺粉末制备工艺制备的粉末微粒形状接近于球形，可以通过控制工艺条件生产出所需细度的粉末。一般来说，溶剂的用量越大，粉末粒径越小。第17页/共32页第十八页，编辑于星期六：七点 五十六分。第18页/共32页第十九页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22高分丝材ABS材料材料说明：ABS是一种高强度材料，具有强度高，韧性好，耐冲击，易加工等优点，以及良好的电绝缘性，抗腐蚀性能，耐低温性能和表面着色性能等材料应用：家用电器，汽车工业，玩具

10、工业材料颜色：白色、黑色、深灰、红色、蓝色材料热变形温度：86市场价位：20元-50元/千克2022-4-22第19页/共32页第二十页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22高分子丝材ABSPlus材料材料说明：ABSplus材料是Stratasys公司研发的专用3D打印（FDM）热塑性工程塑料，ABSplus的硬度比ABS材料大40%，具备强度高、韧性好，耐冲击。可以进行机械加工、钻孔、螺纹、喷漆及电镀。材料应用：汽车、家电、电子消费品材料颜色：象牙白、白色、黑色、深灰、红色、蓝色、玫瑰红色、亮黄色、橄榄绿色材料热变形温度：90市场价位：50元-100元/千克2022-4-22第

11、20页/共32页第二十一页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22高分子丝材ABS-M30i材料材料说明：ABS-M30i是一种高强度材料，广泛应用于医疗，制药及食品包装行业。ABS-M30i制作的样件通过了生物相容性认证，伽马射线照射及EtO灭菌测试。材料应用：医学研究、食品包装、医疗器械材料颜色：白色材料热变形温度：90市场价位：50元-100元/千克2022-4-22第21页/共32页第二十二页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22高分子丝材ABS-ESD防静电塑料材料材料说明：ABS-ESD7是一种基于ABS-M30的热塑性工程塑料，具备静电消散性能，可以用于防止

12、静电堆积。主要用于易被静电损坏、降低产品性能或引起爆炸的物体。因为ABS-ESD7防止静电积累，因此它不会导致静态震动也不会造成粉末、尘土和微粒的微小颗粒的物体表面吸附。材料应用：电子消费品、包装行业材料颜色：黑色材料热变形温度：90市场价位：50元-100元/千克2022-4-22第22页/共32页第二十三页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22高分子丝材ABSI材料材料说明：ABSI材料具备汽车尾灯的效果，具有很高的耐热性，高强度，呈琥珀色，能很好的体现车灯的光源效果。材料应用：汽车、LED材料颜色：半透明材料热变形温度：86市场价位：50元-100元/千克2022-4-22第

13、23页/共32页第二十四页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22高分子丝材PC材料材料说明：PC材料是真正的热塑性材料，具备工程塑料的所有特性，高强度，耐高温，抗冲击，抗弯曲。使用PC材料制作的样件，可以直接装配使用，广泛应用于交通工具及家电行业。PC材料的强度比ABS材料高出60%左右，具备超强的工程材料属性。材料应用：电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械材料颜色：白色材料热变形温度：138市场价格：20元-42元/千克2022-4-22第24页/共32页第二十五页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22高分子丝材ULTEM 9085-PEI材料ULTEM 9

14、085-PEI塑胶是一种在性能上同时具备耐磨性能与高温机械性能的塑料，所以它能够被利用于输水管转阀的一些阀件制作。也因为PEI塑胶它本身所拥有的耐热性能和柔韧性能，以及高强度，故此，在涂层和成膜时，也被选为制作材料的首选，而且还可以自动形成适合用作电子产品工业的涂层和薄膜。同时PEI，以其本身的各种结构，也能当做一般耐高温塑胶的沾粘剂。材料颜色：琥珀色材料热变形温度：153市场价位：64.8元-99元/千克2022-4-22第25页/共32页第二十六页，编辑于星期六：七点 五十六分。2022-4-22光敏树脂WBSLA2820激光快速成型光敏树脂材料说明：WBSLA2820激光快速成型光敏树脂

15、是一种用于SLA成型机的低粘度液态光敏树脂，能制作耐用、坚硬、防水的功能零件。用此材料制作的样件呈半透明状。应用范围：WBSLA2820激光快速成型光敏树脂性能优越，该材料类似于传统的工程塑料（包括ABS和PBT等）。它能被理想的应用在汽车、医疗器械,日用电子产品的样件制作,还被应用到水流量分析,室温硫化硅橡胶模型、可存放的概念模型、风管测试、快速铸造模型的方面。材料性质：液态外观：透明粘度：270cps（30）密度：1.13g/cm3（25）市场价位：600-650元/千克2022-4-22第26页/共32页第二十七页，编辑于星期六：七点 五十六分。第27页/共32页第二十八页，编辑于星期六：七点 五十六分。成本偏高打印零件的尺寸有局限可打印材料种类偏少，某些特殊材料较难打印；精度和速度的限制，比如照相机镜头等需要超高精度的零件无法加工缺乏行业与技术标准和知识产权保护机制第28页/共32页第二十九页，编辑于星期六：七点 五十六分。渗透及粘接强度，可进一步提升制品的强度和尺寸稳定性。第29页/共32页第三十页，编辑于星期六：七点 五十六分。第30页/共32页第三十一页，编辑于星期六：七点 五十六分。第31页/共32页第三十二页，编辑于星期六：七点 五十六分。