电气石功能复合材料的特性与3D打印工艺研究

发布时间：2020-06-29 09:51

【摘要】：近年来,3D打印技术在生物医疗领域的应用引起了越来越多的关注,在制备医疗模型、永久植入体、组织工程支架和具有生物功能性的仿生三维结构体等方面进展很快,多材质、全彩色、多孔模型及可降解材料成为未来生物医疗领域3D打印技术的发展方向。因此,与此同时,基于该应用方向的功能性生物3D打印材料也在研究人员的积极探索中不断发展。本文总结了 3D打印技术在生物医疗制品成型加工领域的应用及发展趋势,提出了一种具备良好力学性能和加工性能,可以释放负离子且有抗菌性的新型电气石功能复合材料,其基体为聚乳酸(PLA)、聚已内酯(PCL)及10%PCL/PLA熔融共混材料。本文研究了电气石粉的含量对三种复合材料各种性能的影响,并得出综合考虑各项性能优劣的条件下,PLA、PCL以及PCL/PLA基体中添加电气石粉的最佳质量分数范围分别为3%-5%、5%、5%的结论。利用自主研发的熔体微分3D打印平台对电气石复合材料在3D打印技术应用中所需工艺进行了实验讨论和参数优化。研究了喷嘴温度(T)、打印速度(vp)、螺杆转速(vc)在成型过程中对于电气石复合材料拉伸强度和表面精度的影响。通过正交试验、极差分析和优化实验验证确定最适合三种电气石复合材料的打印参数组合。本文的研究得到了电气石功能复合材料从制备到加工的一系列工艺过程与参数,为电气石功能复合材料在3D打印成型加工方向的实际应用奠定了实验基础。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08
【图文】：

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会）所公布的定义［６］，３Ｄ打印的成型过程加工过程通过计算机辅助制造来控制材料安逡逑设定的三维数学模型，并逐层添加材料，最后得到实体三维模型的方式来完成。一般逡逑地，３Ｄ打印机的工艺流程分为五个步骤，如图１－１所示。逡逑计算机辅助设邋＜邋三角网格化逦将ＳＴｉ文件转邋＿工艺参数设置＿逡逑计三维建模—（ＳＴＬ）模型？到３Ｄ打印设备Ｗ邋及打印—’后见理逡逑图１－１邋３Ｄ打印技术基本流程示意图逡逑Ｆｉｇｕｒｅｌ－１邋３Ｄ邋ｐｒｉｎｔｉｎｇ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋ｂａｓｉｃ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑（１）

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最终形成实物模型。成型完成后需要去掉多余的粉末。ＳＬＳ工艺的优点是可逡逑打印金属材料和多种热塑性塑料，选择面比较广泛，且制品的机械性能和强度较高；逡逑该技术的缺点是制品精度不高，会造成材料浪费，激光设备价格昂贵等。原理如图１－３逡逑所示。逡逑３逦＇ｔ逦１逡逑Ｍ逦Ｉ逡逑图１－３选择性激光烧结打印（ＳＬＳ）原理示意图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ邋Ｌａｓｅｒ邋Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ邋（ＳＬＳ）逡逑（１）激光器；（２）成型池；（３辊轮逡逑（１）邋ｌａｓｅｒ；邋（２）邋ｆｏｒｍｉｎｇ邋ｐｏｏｌ；邋（３邋ｒｏｌｌｅｒｓ逡逑熔融沉积打印（ＦＤＭ）邋［１４］因操作简单成为桌面级３Ｄ打印设备中应用最为普遍的逡逑成型技术。该技术原理是对材料进行加热形成熔体，根据计算机设定路径挤出材料，逡逑４逡逑

【参考文献】