3D打印与高分子材料综述 PPT

酸碱性质
配位性质
一些高分子智能材料可以与金属离子 发生配位反应，可以用于制备金属配 合物和催化剂等。
一些高分子智能材料具有酸碱性质， 可以用于制备离子交换树脂和酸碱传 感器等。
热学性质
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热稳定性 高分子智能材料的热稳定性与其分子链结构和聚 集态结构密切相关，一些高分子智能材料可以在 高温下保持稳定的性能。
历史与发展
历史
高分子智能材料的研究始于20世纪80年代，随着材料科学、 物理学、化学等学科的发展，高分子智能材料逐渐成为研究 的热点。
发展
近年来，高分子智能材料在传感器、驱动器、智能复合材料 等领域的应用不断拓展，为未来智能化、多功能化的发展提 供了重要支撑。
特点与优势
特点
高分子智能材料具有感知、响应和自适应能力，能够对外界环境或刺激因素作出 快速、灵敏的响应，并表现出良好的稳定性和可重复性。
高分子智能材料全解课件
• 高分子智能材料的概述 • 高分子智能材料的挑战与解决方
01
高分子智能材料的概述
定义与分类
定义
高分子智能材料是指具有感知、响应 和自适应能力的功能材料，能够对外 界环境或刺激因素作出响应，并表现 出一定的智能行为。
分类
根据其响应方式和功能特点，高分子 智能材料可分为刺激响应型、自适应 型和生物仿生型等。
辐射接枝
利用辐射引发高分子智能材料表面上 的自由基，与其它单体进行接枝聚合。
化学镀
在高分子智能材料表面沉积金属或非 金属镀层，提高其导电性、耐腐蚀性 等性能。
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高分子智能材料的应用领域
电子信息领域
电子信息领域是高分子智能材料应用的重要领域之一。高分子智能材料在电子信息领域中主要用于制 造电子元件、电路板、传感器、执行器等。它们具有优异的电性能、稳定性、耐高温和耐腐蚀等特性， 能够满足电子信息领域对高性能材料的需求。

2.1.2 塑料
二、塑料的分类
1．按成型性能分类：
热塑性塑料—— 指在特定温度范围内能反复加热软化和 冷却硬化的塑料，其分子结构是链状或枝状结构。变化过程 可逆。热塑性塑料常采用注射、挤出或吹塑等方法成型。
热固性塑料 —— 在受热或其它条件下能固化成不熔性物 质的塑料 ，其分子结构最终为网状结构。变化过程不可逆。 热固性塑料常用于压缩成型，有的也可以采用注射成型。
2.1 3D打印常用材料
2.1.2 塑料
四、3D打印常用塑料
尼龙
汽车方 向盘样 件
材料说明： 尼龙12，具有良好的力学性能和生物相容性，经认证达到 食品安全等级，高精细度，性能稳定，能承受高温烤漆和金属喷涂，适 用于制作展示模型、功能部件、真空铸造原型、最终产品和零配件。它 的表面是有一种沙沙的、粉末的质感，也略微有些疏松。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：白色 材料热变形温度：110℃ 市场价位：20元-27元/千克
2.1.2 塑料
(3) 树脂的分类
天然树脂 ——是指由自然界中动植物分泌物所得的无定 形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。
合成树脂 ——是人们模仿天然树脂的成分，用化学人工 合成方法制取的树脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、 酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂等。
2.1 3D打印常用材料
2.1.2 塑料 2.添加剂
2.1 3D打印常用材料
2.1.2 塑料
四、3D打印常用塑料
PC材料 PC-ISO材料 PC-ABS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，可以作为最终零部件使用。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

打印材料有哪些？
目前3D打印材料主要类型是塑料，液态树脂和金属粉末。 在家用领域，有石膏、光敏树脂、塑料等； 在工业应用中，适用的金属材料只有10余种。 在航空航天等隐性材料上，打印材料逐渐向碳化硅复合材料、
高介电陶瓷等超颖材料发展。此外纳米材料在3D打印技术中也 有很大的优势。 3D打印金属材料主要用的韧性好的不锈钢和钛合金。
理想轮廓 线的补偿
量
理想轮廓补偿量设置不合理直 接影响成形件的尺寸和几何精 度。
应依据挤出丝截面的宽度来进行 补偿。
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2.2 选择性激光烧结SLS
工艺参数与成形质量之间的关系是SLS技术的研究热点，国内 对此进行了大量的研究。而由于烧结过程的复杂性，进行实时 观察比较困难，因此，人们为了更好的理解烧结过程，对烧结 过程也进行了一定量的研究。
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溶剂沉淀法
基本原理：溶剂沉淀法是将聚合物溶解在适当的溶剂中，然后 采用改变温度或加入第二种非溶剂等方法使聚合物以粉末状沉 淀出来。
适用材料：特别适合于具有低温柔韧性的高分子材料，这类材 料较难低温粉碎，细粉收率很低，如尼龙。
尼龙 12 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。
2012年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他 数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。
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1.1 涵义及原理
什么是3D打印技术？
3D打印技术是指由数字模型（CAD）直接驱动的，运用金属、塑 料、陶瓷、树脂、蜡、纸、砂等可粘合材料，在快速成形设备 里通过逐层叠加的方式来构造物理实体的技术。
粉碎温度的确定

Result of torque test for the RBM implant and MRI
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三维打印
Three-dimensional printing (3DP)
2021/3/10
H.W. Kang.Nat. Biotechnol, 34 (2016), pp. 312–31619
用前景，也面临诸多问题。
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放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
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选择性激光烧结
概念：高功率激光融合小颗粒粉体材料的固体快速成型技术 流程：粉末与粘结剂结合形成前驱体——在平台表面铺上一
层前驱体——计算机控制高功率激光扫描——烧结完成再 铺上下一层前驱体——得到三维立体材料 优点：不需要支撑材料；不需要有机溶剂；不同层间组分可 调；高强度 缺点：热传导导致边缘融合降低分辨率；
2021/3/10
Laura E. J. Mater. Chem. B, 2015,3, 8348. 12
选择性激光烧结
Selective laser sintering/melting (SLS)
2021/3/10
Pattanayak DK. Acta Biomater. 2011;7:1398–14306
2021/3/10
Zhou X, et al. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(44): 30017-30026.
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2021/3/10
Zhou X, et al. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(44): 30017-30101 26.