發(fā)布時間：2021-07-14 03:46

　　3D打印技術(shù)發(fā)展已日趨成熟,其特殊的增材制造原理使得材料利用率極高,方便快捷的成型方法推動了3D技術(shù)的發(fā)展。但3D打印產(chǎn)品使用耗材單一、制品強(qiáng)度較弱、應(yīng)用范圍不廣泛等缺點(diǎn)抑制了3D打印技術(shù)在傳統(tǒng)塑料加工行業(yè)的應(yīng)用。一種新型聚合物熔體微分3D打印設(shè)備,可使用碳納米管（MWCNTs）/聚乳酸（PLA）復(fù)合材料制造可導(dǎo)電3D打印產(chǎn)品。結(jié)果表明:該復(fù)合材料（10%MWCNTs）導(dǎo)電制品導(dǎo)電率可達(dá)到1.6 S/m,且該復(fù)合材料具有優(yōu)異的可打印性能;使用聚合物熔體微分3D打印機(jī)以紙片為基材打印制造簡易電路圖,該電路圖在紙基板上附著力強(qiáng);使用熔體微分3D打印機(jī)制作防靜電托盤制品,SEM圖像表明,該托盤制品層與層之間結(jié)合緊密,成型精度以及剛度均可符合使用要求。通過實(shí)驗(yàn)對比,驗(yàn)證了該新型聚合物熔體微分3D打印機(jī)對MWCNTs/PLA復(fù)合材料制備可導(dǎo)電制品具有可行性,且可為3D打印電路板及防靜電制品提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。 

【文章來源】：塑料. 2016,45(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)FDM式3D打印機(jī)噴頭送料塑化段因此，需要設(shè)計一種新型的3D打印設(shè)備，該設(shè)備可使用粒

縋LA聚合物導(dǎo)電率相比，使用密煉機(jī)方法混合后的MWCNTs/PLA復(fù)合材料，MWCNTs達(dá)到3%時導(dǎo)電率有一明顯增量，約為2.1×10－4S/cm，電阻率約為4.76×10－5Ω/m，該復(fù)合材料3D打印制品的電阻值可達(dá)到半導(dǎo)體，有防靜電效果。而加入5%MWCNTs的復(fù)合材料導(dǎo)電率可達(dá)0.2S/cm;10%MWCNTs的復(fù)合材料導(dǎo)電率可達(dá)1.6S/cm，該復(fù)合材料的3D打印制品已可達(dá)到導(dǎo)電體性能要求，滿足可導(dǎo)電制品的使用要求(導(dǎo)電率=1/電阻值)。(a)不同比例復(fù)合材料導(dǎo)電率對比圖;(b)10%MWCNTs/PLA復(fù)合材料1000倍SEM放大圖(×1000)。MWCNTs:■－5%;●－10%。圖3MWCNTs/PLA復(fù)合材料導(dǎo)電性能及掃描電鏡圖2結(jié)果與討論2.1熔體微分3D打印制品分析根據(jù)上述所示，運(yùn)用熔體微分3D打印機(jī)打印制作二維及三維結(jié)構(gòu)的MWCNTa/PLA制品，如圖4所示。圖4(a)為打印簡單二維電路圖，圖4(b)是圖4(a)所選中的放大部分，可以看出，打印制品絲材直徑均一，厚度一致，且在紙張上的黏附性較強(qiáng)，具有很好的使用及力學(xué)性能。圖4(c)所示，運(yùn)用熔體微分3D打印機(jī)制作三維防靜電托盤結(jié)構(gòu)。該打印結(jié)構(gòu)擠出絲直徑統(tǒng)一，且運(yùn)用交叉打印方式成型的制品具有良好的力學(xué)性能，滿足使用要求。圖4(d)是圖4(c)所選中部分放大圖，從圖4(d)中可以看出層與層之間搭接性能良好，未有分層現(xiàn)象。這說明(a)熔體微分3D打印簡單電路圖;(c)熔體微分3D打印防靜電托盤;(b)與(d)為(a)與(c)所選中部分的放大示意圖。圖4熔體微分3D打印機(jī)復(fù)合材料打印效果圖該復(fù)合材料在縱向具有良好的力學(xué)性能，完全可滿足防靜電托盤的使用要求。2.2SEM圖像分析使用掃描電鏡，進(jìn)一步可分析材料的分布效果以及制品表面特征。圖5(a)、(b)為不同配比下MWCNTs/PLA分布示意圖。從圖5中可看出，經(jīng)過哈克密煉機(jī)混合后的MWCNTs/PLA復(fù)合材料，MWCNTs在?

合材料3D打印制品的電阻值可達(dá)到半導(dǎo)體，有防靜電效果。而加入5%MWCNTs的復(fù)合材料導(dǎo)電率可達(dá)0.2S/cm;10%MWCNTs的復(fù)合材料導(dǎo)電率可達(dá)1.6S/cm，該復(fù)合材料的3D打印制品已可達(dá)到導(dǎo)電體性能要求，滿足可導(dǎo)電制品的使用要求(導(dǎo)電率=1/電阻值)。(a)不同比例復(fù)合材料導(dǎo)電率對比圖;(b)10%MWCNTs/PLA復(fù)合材料1000倍SEM放大圖(×1000)。MWCNTs:■－5%;●－10%。圖3MWCNTs/PLA復(fù)合材料導(dǎo)電性能及掃描電鏡圖2結(jié)果與討論2.1熔體微分3D打印制品分析根據(jù)上述所示，運(yùn)用熔體微分3D打印機(jī)打印制作二維及三維結(jié)構(gòu)的MWCNTa/PLA制品，如圖4所示。圖4(a)為打印簡單二維電路圖，圖4(b)是圖4(a)所選中的放大部分，可以看出，打印制品絲材直徑均一，厚度一致，且在紙張上的黏附性較強(qiáng)，具有很好的使用及力學(xué)性能。圖4(c)所示，運(yùn)用熔體微分3D打印機(jī)制作三維防靜電托盤結(jié)構(gòu)。該打印結(jié)構(gòu)擠出絲直徑統(tǒng)一，且運(yùn)用交叉打印方式成型的制品具有良好的力學(xué)性能，滿足使用要求。圖4(d)是圖4(c)所選中部分放大圖，從圖4(d)中可以看出層與層之間搭接性能良好，未有分層現(xiàn)象。這說明(a)熔體微分3D打印簡單電路圖;(c)熔體微分3D打印防靜電托盤;(b)與(d)為(a)與(c)所選中部分的放大示意圖。圖4熔體微分3D打印機(jī)復(fù)合材料打印效果圖該復(fù)合材料在縱向具有良好的力學(xué)性能，完全可滿足防靜電托盤的使用要求。2.2SEM圖像分析使用掃描電鏡，進(jìn)一步可分析材料的分布效果以及制品表面特征。圖5(a)、(b)為不同配比下MWCNTs/PLA分布示意圖。從圖5中可看出，經(jīng)過哈克密煉機(jī)混合后的MWCNTs/PLA復(fù)合材料，MWCNTs在基材PLA中分布均勻，未出現(xiàn)任何團(tuán)簇聚集現(xiàn)象，表明該復(fù)合材料具有良好的打印成型性能，且(a)5%復(fù)合材料1000倍放大SEM分布圖;(b)10%復(fù)合材料1000倍放大SEM分布圖;(c)單?


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