3D打印技術(shù)是一種涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、機(jī)械制造等多門學(xué)科領(lǐng)域知識的新興技術(shù),其采用一些特殊材料,通過選擇性粘貼逐層疊加打印形成實(shí)物,被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù)。3D打印主流技術(shù)包括FDM、SLA、LOM、DLP、3DP等。3D打印材料主要有工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬和陶瓷材料等;除此之外,彩色石膏、人造骨粉、以及砂糖等食品材料也有應(yīng)用。本文中采用的3D打印技術(shù)為FDM,其優(yōu)勢在于不用激光,對設(shè)備的要求不高,使用和維護(hù)比較簡單,成本較低。有多種材料可用于3D打印。其中,最主要的兩類塑料就是ABS和PLA。ABS的各項(xiàng)性能都很優(yōu)異,但其在打印時(shí)會存在精度障礙,打印過程中有異味散出,且不可降解。PLA是一種綠色環(huán)保的可生物降解型塑料,無毒,制備過程無污染,但韌性和延展性較差。針對目前3D打印材料存在的機(jī)械強(qiáng)度低,結(jié)構(gòu)性能差等缺點(diǎn),采用納米纖維素作為3D打印基體的增強(qiáng)相,確定FDM成型絲材配方方案。利用TEMPO/Na Cl O/Na Br氧化體系制備納米纖維素,將制備的納米纖維素與PLA進(jìn)行共混制備出增強(qiáng)PLA絲材,通過雙螺桿擠出機(jī)制備FDM所需要的絲材,再將絲材在FDM打印機(jī)上打印出力學(xué)性能測定的特定形狀,測定其力學(xué)性能。設(shè)置一組以玻璃纖維與PLA共混制備增強(qiáng)PLA絲材作為對照組,將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果表明:對應(yīng)用于FDM打印技術(shù)的PLA中加納米纖維素和玻璃纖維進(jìn)行共混制備出增強(qiáng)PLA絲材,加納米纖維素的增強(qiáng)PLA絲材的抗沖擊強(qiáng)度比純PLA絲材高出34%-60%,拉伸強(qiáng)度高出43%-52%,加入玻璃纖維的增強(qiáng)PLA絲材的抗沖擊強(qiáng)度比純PLA絲材提升13%-35%,拉伸強(qiáng)度提升54-61%。
【學(xué)位單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB332
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢
        1.2.1 3D打印技術(shù)
        1.2.2 3D打印材料
        1.2.3 納米纖維素
        1.2.4 纖維增強(qiáng)材料
    1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究內(nèi)容
    1.4 論文框架
    1.5 本章小結(jié)
2.納米纖維素的制備及表征
    2.1 引言
    2.2 纖維素納米纖維的制備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備與材料
        2.2.2 制備工藝
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
    2.3 表征儀器與方法
        2.3.1 表征儀器
        2.3.2 表征方法
    2.4 表征結(jié)果分析
        2.4.1 掃描電鏡分析(SEM)
        2.4.2 X射線衍射分析(XRD)
        2.4.3 傅里葉紅外光譜(FTIR)
    2.5 表征結(jié)論
    2.6 本章小結(jié)
3.3D打印材料制備
    3.1 引言
    3.2 3D打印材料的制備
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備與材料
        3.2.2 材料的制備工藝
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
    3.3 本章小結(jié)
4.實(shí)驗(yàn)與分析
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器和材料
    4.3 實(shí)驗(yàn)過程
    4.4 性能測試與分析
        4.4.1 力學(xué)性能測試
        4.4.2 熱重分析(TG)
        4.4.3 傅里葉紅外光譜(FTIR)
    4.5 本章小結(jié)
5.結(jié)果與討論
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在學(xué)期間獲得的科研成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2850070