熔融微分3D打印制造MWCNTs/PLA可导电功能性制品
发布时间：2021-07-14 03:46
3D打印技术发展已日趋成熟,其特殊的增材制造原理使得材料利用率极高,方便快捷的成型方法推动了3D技术的发展。但3D打印产品使用耗材单一、制品强度较弱、应用范围不广泛等缺点抑制了3D打印技术在传统塑料加工行业的应用。一种新型聚合物熔体微分3D打印设备,可使用碳纳米管（MWCNTs）/聚乳酸（PLA）复合材料制造可导电3D打印产品。结果表明:该复合材料（10%MWCNTs）导电制品导电率可达到1.6 S/m,且该复合材料具有优异的可打印性能;使用聚合物熔体微分3D打印机以纸片为基材打印制造简易电路图,该电路图在纸基板上附着力强;使用熔体微分3D打印机制作防静电托盘制品,SEM图像表明,该托盘制品层与层之间结合紧密,成型精度以及刚度均可符合使用要求。通过实验对比,验证了该新型聚合物熔体微分3D打印机对MWCNTs/PLA复合材料制备可导电制品具有可行性,且可为3D打印电路板及防静电制品提供理论基础和技术指导。
【文章来源】：塑料. 2016,45(06)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
传统FDM式3D打印机喷头送料塑化段因此，需要设计一种新型的3D打印设备，该设备可使用粒
縋LA聚合物导电率相比，使用密炼机方法混合后的MWCNTs/PLA复合材料，MWCNTs达到3%时导电率有一明显增量，约为2.1×10－4S/cm，电阻率约为4.76×10－5Ω/m，该复合材料3D打印制品的电阻值可达到半导体，有防静电效果。而加入5%MWCNTs的复合材料导电率可达0.2S/cm;10%MWCNTs的复合材料导电率可达1.6S/cm，该复合材料的3D打印制品已可达到导电体性能要求，满足可导电制品的使用要求(导电率=1/电阻值)。(a)不同比例复合材料导电率对比图;(b)10%MWCNTs/PLA复合材料1000倍SEM放大图(×1000)。MWCNTs:■－5%;●－10%。图3MWCNTs/PLA复合材料导电性能及扫描电镜图2结果与讨论2.1熔体微分3D打印制品分析根据上述所示，运用熔体微分3D打印机打印制作二维及三维结构的MWCNTa/PLA制品，如图4所示。图4(a)为打印简单二维电路图，图4(b)是图4(a)所选中的放大部分，可以看出，打印制品丝材直径均一，厚度一致，且在纸张上的黏附性较强，具有很好的使用及力学性能。图4(c)所示，运用熔体微分3D打印机制作三维防静电托盘结构。该打印结构挤出丝直径统一，且运用交叉打印方式成型的制品具有良好的力学性能，满足使用要求。图4(d)是图4(c)所选中部分放大图，从图4(d)中可以看出层与层之间搭接性能良好，未有分层现象。这说明(a)熔体微分3D打印简单电路图;(c)熔体微分3D打印防静电托盘;(b)与(d)为(a)与(c)所选中部分的放大示意图。图4熔体微分3D打印机复合材料打印效果图该复合材料在纵向具有良好的力学性能，完全可满足防静电托盘的使用要求。2.2SEM图像分析使用扫描电镜，进一步可分析材料的分布效果以及制品表面特征。图5(a)、(b)为不同配比下MWCNTs/PLA分布示意图。从图5中可看出，经过哈克密炼机混合后的MWCNTs/PLA复合材料，MWCNTs在?
合材料3D打印制品的电阻值可达到半导体，有防静电效果。而加入5%MWCNTs的复合材料导电率可达0.2S/cm;10%MWCNTs的复合材料导电率可达1.6S/cm，该复合材料的3D打印制品已可达到导电体性能要求，满足可导电制品的使用要求(导电率=1/电阻值)。(a)不同比例复合材料导电率对比图;(b)10%MWCNTs/PLA复合材料1000倍SEM放大图(×1000)。MWCNTs:■－5%;●－10%。图3MWCNTs/PLA复合材料导电性能及扫描电镜图2结果与讨论2.1熔体微分3D打印制品分析根据上述所示，运用熔体微分3D打印机打印制作二维及三维结构的MWCNTa/PLA制品，如图4所示。图4(a)为打印简单二维电路图，图4(b)是图4(a)所选中的放大部分，可以看出，打印制品丝材直径均一，厚度一致，且在纸张上的黏附性较强，具有很好的使用及力学性能。图4(c)所示，运用熔体微分3D打印机制作三维防静电托盘结构。该打印结构挤出丝直径统一，且运用交叉打印方式成型的制品具有良好的力学性能，满足使用要求。图4(d)是图4(c)所选中部分放大图，从图4(d)中可以看出层与层之间搭接性能良好，未有分层现象。这说明(a)熔体微分3D打印简单电路图;(c)熔体微分3D打印防静电托盘;(b)与(d)为(a)与(c)所选中部分的放大示意图。图4熔体微分3D打印机复合材料打印效果图该复合材料在纵向具有良好的力学性能，完全可满足防静电托盘的使用要求。2.2SEM图像分析使用扫描电镜，进一步可分析材料的分布效果以及制品表面特征。图5(a)、(b)为不同配比下MWCNTs/PLA分布示意图。从图5中可看出，经过哈克密炼机混合后的MWCNTs/PLA复合材料，MWCNTs在基材PLA中分布均匀，未出现任何团簇聚集现象，表明该复合材料具有良好的打印成型性能，且(a)5%复合材料1000倍放大SEM分布图;(b)10%复合材料1000倍放大SEM分布图;(c)单?
本文编号：3283344
【文章来源】：塑料. 2016,45(06)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
传统FDM式3D打印机喷头送料塑化段因此，需要设计一种新型的3D打印设备，该设备可使用粒
縋LA聚合物导电率相比，使用密炼机方法混合后的MWCNTs/PLA复合材料，MWCNTs达到3%时导电率有一明显增量，约为2.1×10－4S/cm，电阻率约为4.76×10－5Ω/m，该复合材料3D打印制品的电阻值可达到半导体，有防静电效果。而加入5%MWCNTs的复合材料导电率可达0.2S/cm;10%MWCNTs的复合材料导电率可达1.6S/cm，该复合材料的3D打印制品已可达到导电体性能要求，满足可导电制品的使用要求(导电率=1/电阻值)。(a)不同比例复合材料导电率对比图;(b)10%MWCNTs/PLA复合材料1000倍SEM放大图(×1000)。MWCNTs:■－5%;●－10%。图3MWCNTs/PLA复合材料导电性能及扫描电镜图2结果与讨论2.1熔体微分3D打印制品分析根据上述所示，运用熔体微分3D打印机打印制作二维及三维结构的MWCNTa/PLA制品，如图4所示。图4(a)为打印简单二维电路图，图4(b)是图4(a)所选中的放大部分，可以看出，打印制品丝材直径均一，厚度一致，且在纸张上的黏附性较强，具有很好的使用及力学性能。图4(c)所示，运用熔体微分3D打印机制作三维防静电托盘结构。该打印结构挤出丝直径统一，且运用交叉打印方式成型的制品具有良好的力学性能，满足使用要求。图4(d)是图4(c)所选中部分放大图，从图4(d)中可以看出层与层之间搭接性能良好，未有分层现象。这说明(a)熔体微分3D打印简单电路图;(c)熔体微分3D打印防静电托盘;(b)与(d)为(a)与(c)所选中部分的放大示意图。图4熔体微分3D打印机复合材料打印效果图该复合材料在纵向具有良好的力学性能，完全可满足防静电托盘的使用要求。2.2SEM图像分析使用扫描电镜，进一步可分析材料的分布效果以及制品表面特征。图5(a)、(b)为不同配比下MWCNTs/PLA分布示意图。从图5中可看出，经过哈克密炼机混合后的MWCNTs/PLA复合材料，MWCNTs在?
合材料3D打印制品的电阻值可达到半导体，有防静电效果。而加入5%MWCNTs的复合材料导电率可达0.2S/cm;10%MWCNTs的复合材料导电率可达1.6S/cm，该复合材料的3D打印制品已可达到导电体性能要求，满足可导电制品的使用要求(导电率=1/电阻值)。(a)不同比例复合材料导电率对比图;(b)10%MWCNTs/PLA复合材料1000倍SEM放大图(×1000)。MWCNTs:■－5%;●－10%。图3MWCNTs/PLA复合材料导电性能及扫描电镜图2结果与讨论2.1熔体微分3D打印制品分析根据上述所示，运用熔体微分3D打印机打印制作二维及三维结构的MWCNTa/PLA制品，如图4所示。图4(a)为打印简单二维电路图，图4(b)是图4(a)所选中的放大部分，可以看出，打印制品丝材直径均一，厚度一致，且在纸张上的黏附性较强，具有很好的使用及力学性能。图4(c)所示，运用熔体微分3D打印机制作三维防静电托盘结构。该打印结构挤出丝直径统一，且运用交叉打印方式成型的制品具有良好的力学性能，满足使用要求。图4(d)是图4(c)所选中部分放大图，从图4(d)中可以看出层与层之间搭接性能良好，未有分层现象。这说明(a)熔体微分3D打印简单电路图;(c)熔体微分3D打印防静电托盘;(b)与(d)为(a)与(c)所选中部分的放大示意图。图4熔体微分3D打印机复合材料打印效果图该复合材料在纵向具有良好的力学性能，完全可满足防静电托盘的使用要求。2.2SEM图像分析使用扫描电镜，进一步可分析材料的分布效果以及制品表面特征。图5(a)、(b)为不同配比下MWCNTs/PLA分布示意图。从图5中可看出，经过哈克密炼机混合后的MWCNTs/PLA复合材料，MWCNTs在基材PLA中分布均匀，未出现任何团簇聚集现象，表明该复合材料具有良好的打印成型性能，且(a)5%复合材料1000倍放大SEM分布图;(b)10%复合材料1000倍放大SEM分布图;(c)单?
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