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中科院工程一区TOP期刊影响因子10962 聚焦高分子材料3D打印技术的最新研究

添加时间:2023-03-19 23:57:42

  博鱼体育3D打印技术在各个研究领域已经被广泛使用,特别是在材料科学领域,3D打印材料已经成为该领域的研究热点,对高分子材料的研究也日益成为3D和材料科学领域跨学科和多学科研究的重要领域和关键因素之一。

  聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates 简称 PHA)是近20多年来迅速发展起来的天然生物高分子材料,它是一种很多种微生物合成的细胞内聚酯博鱼体育。目前博鱼体育,市场上在可用的不同热塑性塑料中,值得注意的是PHA越来越多的被使用,它已被提出作为未来的生物塑料。近期,3D打印领域高品质期刊Virtual and Physical Prototyping中发表的一篇标题为The effects of processing parameters on mechanical properties of 3D-printed polyhydroxyalkanoates parts(工艺参数对3D打印聚羟基脂肪酸酯零件机械性能的影响) 的研究中,研究了不同的工艺参数,如打印温度、床层温度、冷却条件以及光栅方向对PHBH 3D打印零件最终性能的影响。

  该项研究分析了不同3D打印参数对PHBH增材制造的影响。由于PHBH在加工过程中对热降解具有很高的敏感性,从而呈现出非常窄的加工窗口,因此得出结论,通过使用3D打印机和耦合的单螺杆挤出机来填充PHBH颗粒,可以3D打印无灯丝的高质量部件。对机械性能影响最显著的参数是光栅角。如预期的那样,在拉伸试验中,采用与加载方向一致的纵向光栅图制备的样品获得了最好的结果。在温度范围内,热端可以提高珠粒的粘附性,从而提高机械性能博鱼体育,但在180℃以上,这种效果由于聚合物的热降解而消失。加热床层温度的影响与用于冷却的层风机有关。在缓慢冷却条件下,由于达到较高的结晶度,机械性能相当差,这通常促进内部结构中裂纹的形成。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)观察到样品内部结构的变化,表明打印参数的修改对聚合物内部结构产生了影响,促进了机械性能的差异。正如这项研究所表明的那样,工作温度和冷却条件的影响在制造过程中起着关键作用。在未来与PHA的3D打印研究中,这些参数一定会被认为与评估预期的最终性能相关。

  Virtual and Physical Prototyping主编是新加坡科技与设计大学Chee Kai Chua 教授,副主编由Amit Bandyopadhyay(美国华盛顿州立大学)、帅词俊(中南大学)、Wai Yee Yeong(新加坡南洋理工大学)共同担任。编委团队由多国学者组成,其中来自中国的编委有:顾冬冬(南京航空航天大学)、贺健康(西安交通大学)、王立强(上海交通大学)。