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超快激光3D打印无机材料技术及应用(特邀)
1
作者 廖常锐 方浩锐 +3 位作者 朱德志 何智明 陈文涛 王义平 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期64-85,共22页
无机材料因其卓越的机械性能、化学稳定性和耐高温特性,广泛应用于航空航天、电子设备、光学器件等领域。然而,传统无机材料制造方法因工艺复杂、精度不足等限制难以满足高性能器件需求,而飞秒激光三维(3D)打印技术凭借其适用多种材料... 无机材料因其卓越的机械性能、化学稳定性和耐高温特性,广泛应用于航空航天、电子设备、光学器件等领域。然而,传统无机材料制造方法因工艺复杂、精度不足等限制难以满足高性能器件需求,而飞秒激光三维(3D)打印技术凭借其适用多种材料的能力和出色的空间分辨率,为无机微纳结构制造开辟了新路径。近年来,基于无机材料的飞秒激光3 D打印技术取得了重要进展,涵盖有机-无机复合材料和纯无机材料两大工艺。复合材料打印通过将无机成分掺入有机树脂光刻胶,结合双光子聚合技术(TPP)制备高性能结构;纯无机材料打印则直接利用无机前驱体或纳米颗粒,通过激光诱导反应构建无机结构。相比传统工艺,该技术在光学微器件、微机电系统(MEMS)及生命科学等领域展现出显著优势。然而,其在材料选择、加工效率和结构稳定性方面仍面临挑战。本报告系统总结了飞秒激光3D打印无机材料的工艺与应用进展,并深入探讨了其技术瓶颈及解决方案。未来,随着新型光敏材料、共混技术和激光打印方法的发展,该技术有望实现更高效、更精确的微纳制造,并在复杂光纤系统、微纳光子学及生命科学等领域展现更广阔的应用前景。 展开更多
关键词 飞秒激光3d打印 无机材料 光学器件 MEMS传感 生命科学
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材料体系和孔隙率梯度增强结构对3D打印氧化铝多孔陶瓷的性能影响
2
作者 邹斌 全涛 +3 位作者 张广旭 王鑫锋 孙赫武 马贤骅 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期22-29,共8页
为了探究水性和油性两种材料体系及孔隙率梯度增强结构对3D打印氧化铝多孔陶瓷性能的影响,使用立体光固化(Stereo lithography apparatus,SLA)3D打印技术制备了具有不同孔密度的氧化铝多孔陶瓷样件。对比分析了两种材料体系下样件的收... 为了探究水性和油性两种材料体系及孔隙率梯度增强结构对3D打印氧化铝多孔陶瓷性能的影响,使用立体光固化(Stereo lithography apparatus,SLA)3D打印技术制备了具有不同孔密度的氧化铝多孔陶瓷样件。对比分析了两种材料体系下样件的收缩率、压缩强度和微观结构,以及孔隙率梯度增强前后样件的总孔隙率、弯曲性能和热震性能。结果表明,油性材料样件的收缩率和压缩强度高于水性材料,微观结构下油性材料样件的颗粒更为致密,而水性材料样件的颗粒呈球状,相互分离。此外,采用孔隙率梯度增强的设计方法,可以有效避免样件区域断裂现象的发生,且每种样件的弯曲强度均有12%~14%的提升,热震强度也得到14%~18%的提升。使用油性氧化铝陶瓷膏料,并合理设计孔隙率梯度增强结构,为提高氧化铝多孔陶瓷性能及适应更复杂的工业需求提供了有效方法。 展开更多
关键词 立体光固化3d打印 氧化铝 多孔陶瓷 材料体系 孔隙率梯度增强结构
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陶瓷材料熔融沉积3D打印研究进展 被引量：1
3
作者 李晨晓 李俊生 +3 位作者 陈雨洁 颜曼玲 陈玉蓉 万帆 《材料导报》 北大核心 2025年第8期62-71,共10页
陶瓷材料具有高硬度、耐高温、电绝缘和生物相容性等优点,是航天、机械、电子和医学等领域的理想应用材料,但传统陶瓷制备方法无法满足当下对复杂结构以及定制化的需求。熔融沉积(FDM)陶瓷3D打印技术因具有成本低、适用范围广、效率高... 陶瓷材料具有高硬度、耐高温、电绝缘和生物相容性等优点,是航天、机械、电子和医学等领域的理想应用材料,但传统陶瓷制备方法无法满足当下对复杂结构以及定制化的需求。熔融沉积(FDM)陶瓷3D打印技术因具有成本低、适用范围广、效率高等优点,受重视程度和研究广度日益增加。这有望解决陶瓷高效打印及复杂结构研制困难问题。本文介绍了FDM打印陶瓷材料的工艺过程,包括原料制备、挤出成型和脱脂烧结,并阐述了其在纤维增强复合陶瓷材料领域的研究现状,分析了影响打印效果与陶瓷性能的主要因素,最后对陶瓷材料FDM的应用与发展进行了展望。 展开更多
关键词 增材制造 熔融沉积 3d打印 陶瓷材料
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光固化型3D打印聚合物材料研究进展 被引量：3
4
作者 胡飞洋 李昊丁 +5 位作者 栾书杨 毛财旺 陈稼淼 范豪 师建军 宋江选 《航空材料学报》 北大核心 2025年第1期26-43,共18页
光固化3D打印是增材制造领域中发展历史最为悠久,也是目前发展速度最快、应用最为广泛的技术之一。这项技术利用紫外光或其他形式的光源实现液态光敏聚合物的快速固化,制造出传统加工方法难以实现的具有复杂几何结构的产品。本文总结3D... 光固化3D打印是增材制造领域中发展历史最为悠久,也是目前发展速度最快、应用最为广泛的技术之一。这项技术利用紫外光或其他形式的光源实现液态光敏聚合物的快速固化,制造出传统加工方法难以实现的具有复杂几何结构的产品。本文总结3D打印光固化聚合物材料的最新研究进展,涵盖不同类型的光固化聚合物材料,包括具有高重塑能力的热塑性聚合物、结构稳定性良好的热固性聚合物以及具有亲水性网络交联结构的水凝胶。此外,详细介绍光固化3D打印聚合物在生物医疗、柔性电子器件、软机器人、能源存储和航空航天等领域的研究与应用;还探讨光固化技术在4D打印中的应用,突出4D打印在动态材料和智能制造方面的潜力。未来,光固化3D打印技术将朝着高性能聚合物复合材料的研发、智能化与自动化打印系统的集成,以及与人工智能等前沿技术深度结合等方向迈进,不断推动其在高精尖领域和制造业中的应用与变革。 展开更多
关键词 3d打印 光固化 聚合物材料 研究应用
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光固化3D打印前驱体转化SiCN陶瓷吸波材料
5
作者 李鹏举 郭晨悦 +6 位作者 邢瑞哲 徐国璇 刘永胜 刘烨锟 周睿 梁瑾 孔杰 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期14-26,共13页
随着现代电子技术和通信技术的飞速发展,对高性能电磁波吸收材料的需求日益增长,兼具轻量化、耐高温和宽频吸收特性的材料成为研究热点。本工作提出一种基于紫外光固化超支化聚硅氮烷(UV-PSN)前驱体的陶瓷超材料制备策略,通过向陶瓷前... 随着现代电子技术和通信技术的飞速发展,对高性能电磁波吸收材料的需求日益增长,兼具轻量化、耐高温和宽频吸收特性的材料成为研究热点。本工作提出一种基于紫外光固化超支化聚硅氮烷(UV-PSN)前驱体的陶瓷超材料制备策略,通过向陶瓷前驱体单体中引入光敏基团,结合数字光处理(DLP)3D打印技术,成功实现微观结构与宏观形貌的协同调控。制备的SiCN陶瓷超材料不仅具有高达1400℃的耐高温性能和可调的介电特性,还展现出优异的制造精度。此外,通过拓扑结构设计,有效提升整体SiCN陶瓷材料的阻抗匹配性能,X波段有效吸收带宽达3.4 GHz,材料整体质量较实心结构减轻了79.6%,为开发适用于极端环境的多功能电磁波吸收材料提供新的设计思路和技术途径。 展开更多
关键词 吸波超材料 前驱体转化陶瓷 陶瓷超材料 光固化3d打印陶瓷 3d打印超材料
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双挤出头3D打印制备石墨烯/SiC复合材料的水凝胶支撑结构
6
作者 吴雪雪 刘洪军 +3 位作者 李亚军 唐润 Yatskovskyi Dmytro 李亚敏 《精密成形工程》 北大核心 2025年第7期164-174,共11页
目的为双挤出头3D打印制备石墨烯/Si C复合材料提供水凝胶支撑结构设计依据和参考。方法制备淀粉基水凝胶并分析其流变性、烧蚀性、挤出丝成形性和负载能力,采用3D打印技术制备网格试样并对试样尺寸进行测量,分析不同结构模式、不同打... 目的为双挤出头3D打印制备石墨烯/Si C复合材料提供水凝胶支撑结构设计依据和参考。方法制备淀粉基水凝胶并分析其流变性、烧蚀性、挤出丝成形性和负载能力,采用3D打印技术制备网格试样并对试样尺寸进行测量,分析不同结构模式、不同打印方向和不同填充率对水凝胶支撑成形精度的影响,并对支撑复合材料间的匹配跨距进行了优化,最后将所得优化参数应用于水凝胶中并制备了复杂结构零件。结果当石墨烯/Si C复合材料的倾角低于70°时,楔形零件发生明显变形,水凝胶呈现明显的剪切稀化特性,800℃烧蚀后几乎无残留,挤出丝完整均匀,可独立负载8 mm高的复合材料;不同结构模式按支撑高度偏差由小到大的顺序依次为直线、蜂窝、波浪、三角。当支撑打印方向为0°时,高度偏差最小((+0.08±0.23)mm),当支撑打印方向为30°时,偏差最大且误差线范围最宽((+0.48±0.3)mm);填充率对高度偏差的影响随着填充率的增大呈现出先降低后升高的趋势,当填充率为50%时,水凝胶支撑高度偏差最小;石墨烯/Si C复合材料和水凝胶支撑间应有一定跨距,但当跨距超过1 mm时,悬空位置明显变形;零件试制结果证明,优化的水凝胶支撑结构可用于制备复杂结构石墨烯/Si C复合材料。结论水凝胶成本低、挤出成形好、烧结残余少、去除工艺简单,具备一定的负载能力,可以作为双挤出头3D打印石墨烯/Si C复合材料的支撑材料;且优化后的水凝胶支撑结构参数为直线模式、打印方向为0°、填充率为50%,2种材料的匹配跨距为1 mm。 展开更多
关键词 双挤出头3d打印 石墨烯/SiC复合材料 水凝胶 支撑结构 浆料挤出
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连续纤维增强聚合物复合材料3D打印工艺研究进展
7
作者 苏文璐 钱波 +2 位作者 茅健 张立强 刘钢 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期117-129,136,共14页
连续纤维增强聚合物复合材料(Continuous fiber reinforced polymer composites,CFRPCs)是增材制造领域的一种新材料,与金属、陶瓷等传统加工材料相比,具有质轻高强、耐疲劳、耐腐蚀等特点,因此广泛应用于航空航天、轨道交通和生物医疗... 连续纤维增强聚合物复合材料(Continuous fiber reinforced polymer composites,CFRPCs)是增材制造领域的一种新材料,与金属、陶瓷等传统加工材料相比,具有质轻高强、耐疲劳、耐腐蚀等特点,因此广泛应用于航空航天、轨道交通和生物医疗等领域。近年来,随着增材制造技术的发展,CFRPCs 3D打印技术为高性能、低成本、可定制化的复杂结构零件制造方案开辟了新思路。本文主要针对CFRPCs 3D打印工艺进行系统综述,重点介绍了以熔融沉积成型工艺为主的CFRPCs 3D打印材料、工艺参数以及性能强化工艺的最新研究进展,并对目前面临的挑战以及未来发展进行了总结与展望。 展开更多
关键词 连续纤维 复合材料 3d打印 熔融沉积 增材制造(AM)
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3D打印碳纤维复合材料件缺陷识别方法研究
8
作者 张嘉宁 韩凤霞 +2 位作者 王红军 刘淑聪 汪俊 《电子测量技术》 北大核心 2025年第5期137-146,共10页
3D打印碳纤维增强复合材料构件常见缺陷包括裂纹、气泡、脱粘和分层等。然而,传统的红外热图处理技术存在边缘模糊、“伪影”等问题,并未充分利用像素值在时间维度上的信息。因此,提出了一种基于时序信息的自适应中值滤波算法。结合当... 3D打印碳纤维增强复合材料构件常见缺陷包括裂纹、气泡、脱粘和分层等。然而,传统的红外热图处理技术存在边缘模糊、“伪影”等问题,并未充分利用像素值在时间维度上的信息。因此,提出了一种基于时序信息的自适应中值滤波算法。结合当前像素在时间维度上的变化信息,利用z-score离群值去除法,判断当前像素在一定时间维度内是否异常,从而减少噪声污染。实验证明:该算法与小波分解去噪、张量主成分分析等方法相比,信噪比指数平均高出6.155 dB,边缘保持良好。此外,使用半高宽测量法、最大类间差法和高斯拉普拉斯算子量化了缺陷,实验表明碳纤维含量和激励时间影响缺陷量化的精度。 展开更多
关键词 3d打印复合材料 红外图像 基于时序信息的自适应中值滤波
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3D打印类岩石试样材料相似度定量评价方法及其脆性特征
9
作者 余宸 田威 +1 位作者 云伟 贾祎恒 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1969-1980,共12页
3D打印技术已广泛应用于岩石力学领域,但提高3D打印材料与天然岩石材料之间的相似度仍然是一个挑战。为了解决此问题,首先,通过π值评价法与应力-应变曲线评价法,定量表征不同打印参数下的3D打印类岩石材料与原岩材料相似度;其次,建立... 3D打印技术已广泛应用于岩石力学领域,但提高3D打印材料与天然岩石材料之间的相似度仍然是一个挑战。为了解决此问题,首先,通过π值评价法与应力-应变曲线评价法,定量表征不同打印参数下的3D打印类岩石材料与原岩材料相似度;其次,建立同时考虑峰前弹性能储存比例与峰后能量释放速度的脆性指数计算模型,定量分析不同打印参数下3D打印类岩石试样的脆性特征;最后,基于相似度与脆性指数综合评价,获得最优打印参数组合。研究结果表明:3D打印类岩石试样的重度、弹性模量、黏聚力、内摩擦角和单轴抗压强度均随固化剂与树脂添加量升高而增大,其中树脂添加量对重度、内摩擦角和单轴抗压强度的主导影响更显著,固化剂添加量对弹性模量影响更突出,两者对黏聚力均具有明显影响;适中的树脂和固化剂添加量能够有效提高3D打印类岩石试样与理论相似材料的相似度,相似度呈现“中间较优、边缘较低”的响应特征;当固化剂和树脂添加量分别为0.26%和3.0%时,3D打印类岩石试样的力学参数和应力-应变行为与理论相似材料的最接近。在该配比下制备的3D打印类岩石试样的脆性指数与原岩的脆性指数最相近。 展开更多
关键词 岩石力学 3d打印 相似材料 相似性评价 脆性指数 量纲分析法
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3D打印材料在汽车领域的应用
10
作者 邓莉萍 张彰 《合成树脂及塑料》 北大核心 2025年第3期83-86,共4页
综述了3D打印材料的分类、特性,重点分析了3D打印用高分子材料在汽车领域的应用、面临的挑战及未来发展趋势。目前,3D打印用金属材料主要集中于金属粉材的研发;聚乳酸丝材收缩率低、尺寸稳定性好,有利于提高仿形检具的成型精度和打印质... 综述了3D打印材料的分类、特性,重点分析了3D打印用高分子材料在汽车领域的应用、面临的挑战及未来发展趋势。目前,3D打印用金属材料主要集中于金属粉材的研发;聚乳酸丝材收缩率低、尺寸稳定性好,有利于提高仿形检具的成型精度和打印质量;碳纤维增强复合材料的力学性能好且其制品质量轻;满足汽车轻量化要求;聚醚酮酮/连续碳纤维复合材料具备制造复杂结构工程零部件的潜力。未来发展趋势是开发更高性能、更低成本的新型3D打印材料,提升打印速度、精度与规模化生产能力。 展开更多
关键词 3d打印 复合材料 聚乳酸 聚醚酮酮 汽车轻量化 发展趋势
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3D打印预制体构型对互穿网络SiC/Al-10Mg复合材料压缩性能的影响
11
作者 李沁霖 刘洪军 王琼 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第4期7-14,共8页
采用浆料挤出3D打印工艺制备了3种构型(直线、蜂窝、网格)的SiC预制体,结合熔体浸渗工艺制备了互穿网络SiC/Al-10Mg复合材料,重点研究了复合材料的压缩性能.结果表明:SiC/Al-10Mg复合材料的压缩性能呈现明显的各向异性;蜂窝构型与网格... 采用浆料挤出3D打印工艺制备了3种构型(直线、蜂窝、网格)的SiC预制体,结合熔体浸渗工艺制备了互穿网络SiC/Al-10Mg复合材料,重点研究了复合材料的压缩性能.结果表明:SiC/Al-10Mg复合材料的压缩性能呈现明显的各向异性;蜂窝构型与网格构型复合材料的载荷-位移曲线形状相似,与直线构型复合材料有很大区别;复合材料均显示为较明显的压缩脆性;预制体的打印高度方向,网格构型复合材料的抗压强度最高(519 MPa),而直线构型复合材料的抗压强度最低(396 MPa);预制体的打印平面方向,直线构型复合材料的抗压强度最高(556 MPa),而网格构型复合材料的抗压强度最低(266 MPa).表明通过3D打印预制体构型可以有效调控互穿网络金属基复合材料的力学性能. 展开更多
关键词 互穿网络结构 3d打印 构型 压缩性能 SiC/Al-10Mg复合材料
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3D打印无机非金属材料增强柔性器件的研究进展
12
作者 冯妍 葛淑慧 +1 位作者 隗立颖 闫建华 《材料导报》 北大核心 2025年第1期137-148,共12页
柔性器件由于其广阔的应用前景得到了迅速发展。3D打印技术在制备复合器件方面具有成本低、无需开模、节约材料和时间等优势,成为构建高性能复合柔性器件的新途径。为了提升器件的综合性能,具有独特力学性能和功能性的无机非金属材料常... 柔性器件由于其广阔的应用前景得到了迅速发展。3D打印技术在制备复合器件方面具有成本低、无需开模、节约材料和时间等优势,成为构建高性能复合柔性器件的新途径。为了提升器件的综合性能,具有独特力学性能和功能性的无机非金属材料常作为增强体系用以改善材料的力学性能或赋予其新的功能。在此,综述了几种常用的3D打印技术,如熔融沉积建模、粉末床熔融、喷墨打印、立体光刻等。重点介绍了碳材料与陶瓷材料增强柔性复合器件的成型方法、性能及在生物医学、电子信息和智能传感等领域的应用前景。最后,讨论了当前无机非金属材料增强柔性器件面临的挑战和对未来的展望。 展开更多
关键词 3d打印 柔性器件 碳材料 陶瓷 复合材料
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磷石膏基水泥胶凝3D打印材料的制备及性能研究
13
作者 王章琼 徐晓雅 +1 位作者 苏亮亮 高翔 《混凝土》 北大核心 2025年第1期168-172,共5页
为研究材料配合比对磷石膏基水泥胶凝材料3D打印性能的影响,制备了不同磷石膏、水泥、生石灰掺量的水泥砂浆,通过室内凝结时间测试、抗折试验、抗压试验、跳桌试验、挤出试验、建造性能试验、一次性打印长度试验等,研究了材料配合比对... 为研究材料配合比对磷石膏基水泥胶凝材料3D打印性能的影响,制备了不同磷石膏、水泥、生石灰掺量的水泥砂浆,通过室内凝结时间测试、抗折试验、抗压试验、跳桌试验、挤出试验、建造性能试验、一次性打印长度试验等,研究了材料配合比对磷石膏基水泥胶凝材料力学性能及3D打印性能的影响。结果表明:(1)生石灰掺量对试件早期抗折强度影响最显著,随着养护龄期的增长,生石灰、水泥掺量对试件抗折强度产生显著影响;(2)磷石膏、水泥、生石灰对试件早期抗压强度影响差别不大,随着养护龄期的增长,磷石膏、水泥掺量分别对试件抗压强度产生显著影响;(3)磷石膏掺量对初、终凝时间影响最显著,水泥掺量对流动度、挤出率影响最显著,磷石膏掺量对建造率影响最显著,水泥掺量对一次性打印长度影响最显著,其次依次为生石灰、磷石膏。 展开更多
关键词 磷石膏 3d打印 胶凝材料 建造性能
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连续纤维增强3D打印复合材料声发射监测与损伤模式识别
14
作者 雒新宇 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期78-84,共7页
连续纤维3D打印复合材料兼顾了复合材料的力学性能和极端复杂结构的打印工艺,具有较好发展前景。为探究纤维增强3D打印复合材料损伤演化行为和失效机理,制备了5%和15%芳纶纤维3D打印复合材料试件,开展了三点弯曲和声发射监测试验。结合... 连续纤维3D打印复合材料兼顾了复合材料的力学性能和极端复杂结构的打印工艺,具有较好发展前景。为探究纤维增强3D打印复合材料损伤演化行为和失效机理,制备了5%和15%芳纶纤维3D打印复合材料试件,开展了三点弯曲和声发射监测试验。结合小波包变换和k-means聚类算法,提出了芳纶纤维3D打印复合材料损伤模式识别方法,分析不同芳纶纤维含量对3D打印复合材料的损伤机理影响。结果表明:与试样A(5%纤维含量)相比,试样B(15%纤维含量)的最大载荷提高了29%。由于试件A纤维含量少,内部三角形填充结构最先发生严重的基体开裂和分层损伤,最终引起芳纶纤维断裂,而试样B损伤主要集中在弯曲加载后期。该方法为纤维增强3D打印复合材料失效分析提供了思路。 展开更多
关键词 3d打印 复合材料 声发射 小波包变换 损伤机理
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水产生物材料稳定的Pickering乳液在食品3D打印中的应用研究进展
15
作者 脱颖 王铭瑞 +4 位作者 左一童 武龙 周慧 蔡一镝 李想 《食品科学》 北大核心 2025年第8期372-381,共10页
食品3D打印技术可为航天食品、婴幼儿辅食及吞咽困难辅助食品等提供定制化营养策略。然而,Pickering乳液在食品3D打印材料中的应用尚处于理论层面,其独特的流变及质构特性对3D打印精度的影响尚未明确。本文以水产生物材料稳定的Pickerin... 食品3D打印技术可为航天食品、婴幼儿辅食及吞咽困难辅助食品等提供定制化营养策略。然而,Pickering乳液在食品3D打印材料中的应用尚处于理论层面,其独特的流变及质构特性对3D打印精度的影响尚未明确。本文以水产生物材料稳定的Pickering乳液(Pickering emulsion stabilized with aquatic biomaterials,PEAs)在食品3D打印中的应用为切入点,聚焦Pickering乳液稳定粒子、Pickering乳液特性对3D打印的影响以及PEAs在3D打印食品中的应用三方面,对上述最新研究进展进行系统综述。重点阐明Pickering乳液流变特性、自支撑性及油相比对3D打印精度的影响,以期为个性化定制食品提供理论研究基础。研究证实,由水生生物蛋白质、多糖及纤维素稳定的Pickering乳液有较高的稳定性及优异的黏弹模量,有助于提升3D打印结构的稳定性,具有良好的开发前景。 展开更多
关键词 3d打印 水产生物材料 Pickering乳液 应用研究 流变特性
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3D打印连续碳纤维复合材料冷却模型及变形研究
16
作者 董传贺 孙晓宇 +2 位作者 李旺鑫 贾睿昊 赵欣 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期79-86,共8页
为探究3D打印连续碳纤维复合材料(C-CFRP)动态冷却行为以及翘曲变形行为,本文首先针对3D打印C-CFRP复合材料丝,建立了考虑材料物性及打印参数的冷却模型,采用热电偶、热成像仪监测了不同打印参数下复合材料丝温度随时间的变化,并与冷却... 为探究3D打印连续碳纤维复合材料(C-CFRP)动态冷却行为以及翘曲变形行为,本文首先针对3D打印C-CFRP复合材料丝,建立了考虑材料物性及打印参数的冷却模型,采用热电偶、热成像仪监测了不同打印参数下复合材料丝温度随时间的变化,并与冷却模型计算值进行了验证,误差最小为11%。然后针对3D打印C-CFRP薄片件,探究了不同打印参数及尺寸对翘曲的影响,并分别采用热电偶、三坐标测量仪进行了成型过程温度动态变化以及翘曲度的测试。结果表明:挤出丝材高于玻璃化转变温度的时间与打印温度、层厚呈正相关,与打印速度呈负相关;C-CFRP薄片件的翘曲度与层厚、长度呈正相关,与打印温度、打印速度呈负相关。本文研究为高精度C-CFRP的3D打印技术发展提供了参考。 展开更多
关键词 连续碳纤维复合材料 3d打印 翘曲变形 冷却模型
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可3D打印正十九烷/SEBS/PP/BN柔性复合相变材料的制备及人体热管理应用研究
17
作者 周帅 许少村 +2 位作者 胡文韬 吴吉进 冯昌平 《塑料工业》 北大核心 2025年第7期89-94,150,共7页
随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提升,人们对热舒适性的要求日益增加。本研究基于“交联高分子溶胀”策略,利用高分子熔融共混加工的方法,制备了一种可3D打印、柔性且防泄露的正十九烷/苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)/聚... 随着社会经济的快速发展和人民生活水平的提升,人们对热舒适性的要求日益增加。本研究基于“交联高分子溶胀”策略,利用高分子熔融共混加工的方法,制备了一种可3D打印、柔性且防泄露的正十九烷/苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)/聚丙烯(PP)/氮化硼(BN)复合相变材料。制备的复合相变材料表现出优异的3D打印性能和形状稳定性,在90℃下,该复合相变材料未出现明显的泄露。通过3D打印技术,将柔性复合相变材料加工成网格结构和连指手套结构,分别应用于人体冷敷和热防护。冷敷实验表明,使用该材料冷敷在手臂上,能在短时间内实现10℃降温效果,可以达到局部冷敷的效果。热防护实验表明,使用相变手套抓取热物体时,与未添加该复合相变材料的手套相比,最大温度差达到6℃;将网格结构贴敷在热源上时,添加该复合相变材料与未添加该复合相变材料的温差可达20℃,实现热防护的目的。本研究创造性将相变材料与3D打印技术相结合,可实现人体热管理器件的定制化制备,为实现人体高效热管理提供一条新的思路。 展开更多
关键词 复合相变材料 3d打印 热管理 网格结构 苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物 聚丙烯
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3D打印连续纤维复合材料工艺、结构优化研究进展 被引量：6
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作者 叶红玲 董永佳 +2 位作者 毛鹏琪 肖扬 解佳琳 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期391-425,共35页
连续纤维增强复合材料由于优异的比强度、比刚度、可设计性和轻量化特质,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐.3D打印技术的发展改变了连续纤维复合材料结构的生产制造流程,使复杂结构的自由成型成为可能,为先进结构材料提供了巨... 连续纤维增强复合材料由于优异的比强度、比刚度、可设计性和轻量化特质,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐.3D打印技术的发展改变了连续纤维复合材料结构的生产制造流程,使复杂结构的自由成型成为可能,为先进结构材料提供了巨大的设计空间.为充分发挥先进材料性能优势和3D打印成型灵活性,研究人员分别从材料性能和结构设计出发,探索与3D打印连续纤维复合材料相适应的设计制造一体化解决方案,实现产品创新设计和性能提升.本文系统性地回顾了面向连续纤维复合材料性能分析、工艺改进和结构优化的研究工作,结合研究实践对连续纤维复合材料的结构多尺度优化方法进行总结分析,并对未来先进材料结构设计实时化、功能化、智能化的发展趋势进行探讨和展望. 展开更多
关键词 连续纤维复合材料 3d打印 力学性能 工艺优化 多尺度优化
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多材料食品3D打印设备的工艺参数试验研究 被引量：3
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作者 葛正浩 赵彦辉 +1 位作者 刘磊 张晓亮 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2024年第5期34-39,共6页
为研制一种圆柱坐标式多材料食品3D打印设备,对其挤出、成型及多材料等工艺参数进行试验研究。以马铃薯泥混合材料为打印原材料,利用搭建的样机进行工艺参数试验。结果表明:打印喷嘴高度在1.1~1.6 mm,喷嘴直径大于0.8 mm,挤出速度与打... 为研制一种圆柱坐标式多材料食品3D打印设备,对其挤出、成型及多材料等工艺参数进行试验研究。以马铃薯泥混合材料为打印原材料,利用搭建的样机进行工艺参数试验。结果表明:打印喷嘴高度在1.1~1.6 mm,喷嘴直径大于0.8 mm,挤出速度与打印速度相匹配,具有良好的挤出特性;打印速度对产品成型尺寸偏差的影响最大,单层层厚对产品表面质量及成型效率的影响最大;快速、均衡及高精3种工况下,多材料的最佳回抽时间分别为12.5,14.5,15.0 s。研究为确定及优化圆柱坐标式多材料食品3D打印设备的工艺参数提供指导。 展开更多
关键词 多材料 食品3d打印 工艺参数 试验研究
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直写式梯度材料3D打印装置设计分析与试验研究 被引量：1
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作者 朱东彬 朱秀旭 +3 位作者 吴卓鸿 张延星 赵丽滨 胡宁 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第12期15-23,共9页
浆料直写(Direct Ink Writing)3D打印技术具有适用材料广泛、操作简单及成本低廉等优点,在材料3D打印成形领域得到了广泛应用,同时在陶瓷梯度构件成形方面也具有明显的优势。针对现有打印装置结构复杂及成形精度较低的问题,设计了一种... 浆料直写(Direct Ink Writing)3D打印技术具有适用材料广泛、操作简单及成本低廉等优点,在材料3D打印成形领域得到了广泛应用,同时在陶瓷梯度构件成形方面也具有明显的优势。针对现有打印装置结构复杂及成形精度较低的问题,设计了一种机械结构简单的双挤出直写式打印机,实现较高精度的材料梯度渐变。重点阐述了挤出装置的整体结构,以及配套的连接电路和控制程序,通过挤出试验明确了打印速度和挤出流量之间的关系,从而实现了陶瓷梯度构件的高精度成形。结果表明:该挤出装置具有高精度、高可靠性的特点,为材料梯度构件的高精度成形研究奠定了良好的试验基础。 展开更多
关键词 3d打印 材料挤出 直写成形 功能梯度材料 装置设计
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