3D打印在实现材料组分的可控调节和复杂结构的精确制造方面具有独特优势;因而有不少学者相信,3D打印技术必然会在未来制造业中占据越来越重要的地位。3D打印的相关研究现在发展到什么程度,其原材料如何制备,制造方法如何开发,加工条件有何影响,又在哪些方面已经有了应用?希望《Advanced Industrial and Engineering Polymer Research》的最新一期“3D Printing of Polymers”特刊文章,可以让你一探究竟。
01 综述:聚合物纳米复合材料的激光烧结
激光烧结是一种常用的增材制造(AM)技术,适用于汽车行业、医疗保健和消费品等领域的各种应用。聚合物激光烧结除了具备适合终端使用零件生产的机械性能外,聚合物激光烧结还可以生产比许多其他AM技术更复杂的结构,因为它不需要支撑结构,而且零件可以堆叠在建造区域以进行更有效的处理。理论上,广泛的聚合物应该可以通过激光烧结来处理。然而,在实践中,情况并非如此,目前只有少数聚合物能够进行可靠和一致的处理。
本文综述了通过添加一系列有机和无机纳米填料来提高激光烧结聚合物的加工性能、力学性能和功能性方面的研究。它验证了关键的挑战,包括纳米相的分散,以及为克服它们而开发的方法。探讨了纳米相对可加工性的影响,以及关键加工参数的重要性。讨论了纳米复合材料粉末生产技术和零件表征的最新进展。重点介绍了激光烧结件的最终性能及其潜在的应用,并讨论了研究所目前面临的挑战和未来的潜在研究方向。
02 综述:在制造领域利用智能材料进行4D打印的重要作用
高级版本。4D打印的过程是当打印的3D物体由于外部能量输入(如温度、光线或其他环境刺激)的影响而成为另一种结构。该技术利用了具有良好的形变能力的智能材料的输入。自组装和可编程材料技术旨在重新想象构建、生产、组装和产品性能。4D打印应用于工程、医学等各个领域。4D打印蛋白质或许是一项伟大的应用。在这个新的维度下,3D打印的物体可以在光、热、电、磁场等外部刺激的影响下自行改变形状。
本文对4D打印技术进行了简要的讨论。以图解的方式讨论了4D打印在制造业领域的各种特点、发展及其应用。概念化了4D增材制造的工作流程,并最终确定了4D打印在制造领域的十个主要作用。虽然可逆4D打印本身是一个奇妙的发展,但它是具有创新性的,在形变期间使用了耐用和准确的可逆变材料。它帮助我们创造传统制造技术无法轻易完成的复杂结构。它似乎是不同行业的游戏规则改变者,因为它依赖自然因素而不是能源,而且完全改变了生产、开发、捆绑和运输商品的方式。