化学与生活论文_关于化学与生活的论文

化学与生活论文由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“关于化学与生活的论文”。

2015—2016学年第一学期《化学与生活》课程论文

寻找3D打印中的新材料

学生姓名：王林

指导教师：左赵宏

学院：电气工程学院

专业：电气工程及其自动化

学号：20134015

2015年12月26日

摘要

3D打印（3D Printing）技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前受到广泛关注。同时这项技术的发展离不开3D打印新材料的发展，本文主要就3D打印中材料的问题、近来发现的三种新材料以及寻找3D打印中的新材料的意义和前景做一个论述。

关键词：3D打印；新材料；意义；前景

目 录

摘 要.................................................2 1 绪论..........................................................................................................................................4 1.1 论题的提出...........................................................4 1.2 研究的背景...........................................................4 1.3 研究论题的意义.......................................................43D打印技术简介............................................................................................................4 3 寻找3D打印中的新材料面临问题.....................................................................5 3.1 材料种类少...........................................................5 3.2 价高及研发难度大....................................................5 3.3 市场认可度低........................................................6三种应用前景好的3D打印新材料.....................................................................6 4.1 高粘度陶瓷膏料......................................................6 4.2 金属铂..............................................................6 4.3 碳强化聚合物材料....................................................7寻找3D打印中新材料的前景................................................................................7 参考文献.....................................................................................................................................7绪论

1.1 论题的提出

3D 打印技术是一种新兴的快速成型技术，近一段时间以来迅速发展，受到了社会的广泛关注。但3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间，目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战，其中一方面就是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。因此，寻找3D打印中的新材料，意义十分重大。

1.2 研究的背景

随着智能制造的进一步发展成熟，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域，3D打印技术也将被推向更高的层面。开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点。

1.3 研究论题的意义

一些国家将3D 打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，使其引起广泛关注。发展3D打印产业，可以提升我国工业领域的产品开发水平，提高工业设计能力。3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。因此寻找到3D打印中的新材料，对我国3D打印技术发展有很大的促进作用。3D打印技术简介

3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。寻找3D打印中的新材料面临问题

3D打印材料还远远不能满足3D打印市场，寻找3D打印中的新材料主要面临的有三个问题。

3.1 材料种类少

理论上来说，所有的材料都可以用于3D打印，但目前主要以光敏树脂、塑料为主，这很难满足大众用户的需求。工业级的3D打印材料更是十分有限，目前适用的金属材料不多，而且只有专用的金属粉末材料才能满足金属零件的打印需要。需要用到金属粉末材料的3D打印为工业级打印机，即选择性激光烧结(SLS)和选择性激光熔化(SLM)技术。

3.2 价高及研发难度大

根据不同的用途，金属材料制备的工件要求强度高、耐腐蚀、耐高温、比重小、具有良好的可烧结性等。同时，还要求材料无毒、环保，性能要稳定，能够满足打印机持续可靠运行。功能应该是越来越丰富，例如现在已对部分材料提出了导电、水溶、耐磨等要求。另外，还有最重要的是经济性要好，简单说就是成本低，客户用得起。否则，很难在市场上大规模推广及应用。

原材料价格降低的的途径只能是关键技术的突破，但这难度比较大，在一些特殊领域要求非常高。比如在医学应用领域要做到无毒无害的同时还要做到生物相容性等，技术要求非常复杂，金属粉末的制备技术，即独特的雾化工艺和雾化制粉设备也都是难点。没有大量的研发攻关很难解决。3.3 市场认可度低

这个问题主要出现在国内，很多企业都愿意接受国外的3D打印材料，因为他们主要对国产材料的技术含量和水平还不够信任。三种应用前景好的3D打印新材料

在过去的时间中，随着3D打印材料领域的不断创新，3D打印技术在制造业中的应用愈加广泛。钛合金、镍合金、碳和玻璃填充尼龙粉末和树脂等材料已成为常见的3D打印材料。但是，新的3D打印材料正在不断涌现，以下就是近来3D打印中出现的三种新材料。

4.1 高粘度陶瓷膏料

这种材料可以在光聚合技术中使用。目前在寻找可行的陶瓷3D打印解决方案过程中，研究人员正在改进陶瓷粉末使其可用于桶式光聚合系统，并在光固化树脂中加入陶瓷粉末，以打印出完全致密的陶瓷部件。不过目前只有少数人使用该工艺获得了成功，这一最新工艺涉及到膏状的高粘度UV固化材料，而不是更传统的光敏树脂配方。这种高粘度陶瓷材料一旦成功，将可以应用在牙科以及航空航天市场。该材料的表现出来的热性能、导电性和强度将在生物医学和制造业中的到很好的应用。

4.2 金属铂

该材料适用于粉末熔融打印技术。由于其优异的耐腐蚀性、导电性及耐高温性，金属铂将在航空航天和医疗行业有很好的应用前景。高强度、生物相容性、抗酸性和耐腐蚀性模型制造、特定应用领域的零部件生产，例如汽车工业、医疗设备、珠宝首饰和模具组件等。通过金属激光烧结熔铸后，具有结构均匀，无孔的特点。4.3 碳强化聚合物材料

这类材料适用于SLS选择性激光烧结技术。碳强化聚合物材料是飞机、汽车轻量化的关键材料，因此在这辆个行业将会有较好的应用前景。寻找3D打印中新材料的前景

寻找3D打印中的新材料，意义十分重大。随着3D打印技术的不断成熟和发展，在未来可能会寻找到更多的新材料。开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点。因此，考虑到3D打印技术更多方面的应用，更多3D打印新材料必将随之出现。

参考文献

[1]古丽萍．蓄势待发的3D 打印机及其发展[J]．数码印刷，2011，（10）． [2]刘厚才，莫健华，刘海涛．三维打印快速成形技术及其应用[J]．机械科学与技术，2008，（9）．

[3]陈步庆，林柳兰，陆齐．三维打印技术及系统研究[J]．机电一体化，2005，（4）.[4]51SHAPE.三种应用前景好的3D打印新材料.3D科学谷.2015-08-20.