3D打印样品性能提升的全流程解析

3D打印样品性能提升与相关研究进展

核心性能突破

• 3D打印样品的拉伸强度、冲击强度及固化速度均实现显著提升，为高性能构件制备奠定基础。

关键研究案例

1. Shannon团队
   • 开发不透光紫外光固化树脂：通过高剪切混合器将氧化锆分散于基础树脂中，有效改善医疗设备/植入物的不透明性，拓展临床应用场景。
2. Kim团队
   • 合成PUA弹性体：基于聚氨酯丙烯酸酯（PUA）低聚体与活性稀释剂单体的反应，获得兼具高延展性与透明性的单体材料，推动柔性电子领域发展。
3. Yang团队
   • 制备半固态陶瓷产品：以纳米氧化铝（Al₂O₃）、光固化PUA及甲基丙烯酸异冰片酯（IBOMA）为原料，经二次高温烧结成型。当树脂体系与Al₂O₃质量比为1:2.5时，样品力学性能最优，开辟光固化3D打印弹性体新应用途径。

研究现状与创新

• 行业痛点：尽管光固化3D打印技术已获深入研究，但针对超疏水表面的探索仍较少。
• 超疏水价值：超疏水表面具有优异拒水性，在自清洁、减阻、防结冰、油水分离及微流体操纵等领域应用前景广阔。
• 本文创新路径：
  • 材料改性：向光敏树脂中添加HN-SiO₂（质量分数0%、0.5%、1.0%、1.5%），经高速机械搅拌30min、超声震荡1h、真空脱泡处理，实现纳米颗粒均匀分散，制备改性树脂备用。
  • 结构设计：使用NX12.0构建25mm×25mm×0.5mm三维模型，通过Photon Workshop软件设置层厚、曝光时间、打印速度等参数，分层切片生成G代码，导入3D打印机逐层打印。
  • 性能研究：对多孔结构样品进行表面改性，获得超疏水性能后，系统开展润湿性调控、油水分离、自清洁及结冰性能测试，揭示多孔超疏水材料的综合特性。

实验流程详解

光敏树脂改性步骤

• 称取定量HN-SiO₂加入光敏树脂 → 高速机械搅拌30min → 超声震荡1h → 真空干燥箱脱泡 → 制备不同质量分数（0%、0.5%、1.0%、1.5%）改性树脂 → 注入打印机料槽备用。

样品打印与后处理

• 模型设计：NX12.0生成三维模型（25mm×25mm×0.5mm）→ Photon Workshop设置打印参数（层厚、曝光时间、速度）→ 分层切片输出G代码 → 导入3D打印机执行打印。
• 打印过程：打印平台浸入料槽树脂 → Z轴逐层上升完成成型 → 后续表面改性处理获得超疏水性能。

本排版通过分块梳理研究背景、创新路径及实验细节，突出技术参数与逻辑关联，确保内容层次清晰、重点明确，便于快速把握核心研究脉络与操作规范。

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