3D打印树脂工作模型

2024-07-12

3D打印树脂工作模型（精选4篇）

3D打印树脂工作模型篇1

1引言

3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用可塑性材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印是提升我国创新能力,实现从中国制造走向中国创造的重要途径;将极大地降低产品研发创新成本、缩短创新研发周期、简化制作流程。同时,3D打印开拓了绿色的制造模式,节省了材料,并对传统的产品设计方法带来革命性的变化。可以说,3D打印将会变革传统制造模式,加速建立我国新型制造体系。3D打印技术在在模具制造、珠宝、鞋类、工业设计、建筑、汽车,航空航天、医疗产业、教育、地理信息系统以及其他领域都有所应用。就其打印设备来说分成熔融沉积式(FDM)、分层实体制造(LOM)、立体光固化成型法(SLA)、电子束自由成形制造 (EBF)、直接金属激光烧结 (DMLS)、电子束熔化成型(EBM)、选择性激光熔化成型(SLM)、选择性热烧结(SHS)和选择性激光烧结(SLS)等[1]。其中,光固化成型法(SLA)就是基于光固化原理实现的3D打印技术。

室内污染物是引起室内空气品质问题的主要原因,包括装饰材料、烹饪、吸烟、家用化学品等。其中的甲醛为较高毒性的物质,可引起细胞核的基因突变、DNA单链内交联、蛋白质交联、DNA损伤复,导致慢性呼吸道疾病、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、妊娠综合症、新生儿染色体异常和白血病等,已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,是公认的强致突变反应源之一[2]。目前主要有如下去除甲醛的方法:通风法、活性炭吸附、光催化法、天然植物吸收甲醛和空气净化器等。这些方法都是在装修后的补救措施,其实最有效的方法就是在装修前杜绝和使用中实时清除。从新型环保材料的研究角度来说具有较大的挑战性,但很多除醛物质与装修材料的结合不好,比如出现分相,导致材料开裂,影响材料整体的外观和使用性能。此外,材料的功能性和外观的艺术美感也需要着力考虑。

本课题组长期以来专注于采用光技术方法对室内空气污染进行检测与治理,研制成功了指示治理一体化的空气净化材料,该材料结构设计思路是:在吸附物外面涂覆一层自主研发的天然物分子探针变色层[3],使得整体颗粒结构在吸附气体污染物的同时,通过变色视觉感知气体污染物的存在[4]。并且将材料造型为玫瑰花艺术形象[5]。它不仅可以正常地吸附清除甲醛污染物,而且可以对气体污染物实时变色报警,并随着变色颜色的加深,通知用户及时更换新鲜的吸附剂,提高室内空气环境治理的效果,也具备艺术动感效果。

在此研究基础上,我们拟进一步在室内环境保护领域引入3D打印技术,与设备生产商紧密合作,在世界上率先开发了基于光固化的全色系多功能3D打印材料,并且在材料的功能化方面,如柔韧性、高强度、导电性、光致变色、热致变色、空气污检测与治理等功能方面独有可扩展的空间。本文的研究目的是面向甲醛去除的有效性和便捷性,提供一种新型解决方案,并引入可光聚合的除醛基团,它可以象普通高分子材料那样进行加工、施工,所得制品在室内随时可以将出现的甲醛去除,不需要额外增加设备或消耗能源,更不会产生新的污染物。方法简易、容易操作。

2实验部分

2.1试剂与仪器

试剂均为分析纯或化学纯,直接使用,无需进一步纯化。肟酯光引发剂的合成采用文献方法[6], 并经核磁、质谱核实其化学结构。美国Mecury plus 400 Varian,Inc. 核磁共振谱 ,CDCl3作溶剂 , TMS作内标;质谱在Finnigan LCQ-8仪器上测定。

2.2材料制备

2.2.1除醛功能分子(AEHB)的合成

在装有100g丙烯酸的烧瓶中中加入0.5g对苯二酚,搅拌加热至90℃,在氮气保护下通入环氧乙烷气体反应约2h。将反应产物冷至60℃,减压蒸馏得丙烯酸羟乙酯,收率92%。

在250m L烧瓶中加入35g(0.3mol)丙烯酸羟乙酯、0.5g对苯二酚,氮气保护,搅拌下5℃缓慢滴加25.2g(0.3mol)二乙烯酮,滴毕升温至50℃反应5h,减压蒸馏得3- 羟基丁烯酸 -2- 丙烯酸乙二酯(AEHB),收率86%。ESI-MS:201.1(M+H)。

2.2.2光敏树脂(TMPTA-AEHB)的制备

先将85g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、 0.2g偶氮二异丁腈(AIBN)置于圆底烧瓶中,60℃搅拌反应1h,加入15g3- 羟基丁烯酸 -2- 丙烯酸乙二酯(AEHB),继续搅拌反应0.5h,冷却至室温。避光加入0.2g肟酯光引发剂和0.2g对苯二酚稳定剂,继续在室温下搅拌0.5h,出料,得光敏树脂(TMPTA-AEHB),避光保存。

2.3光固化打印成型

将以上步骤制备的光敏树脂(TMPTA-AEHB) 50g倒入Form1+ 桌面3D打印机 (Formlabs) 的专用树脂槽内,打印程序中导入.stl格式的打印模型文件 ,LED激光器波长405nm, 设置打印精度50μm,透明树脂打印模式。打印结束后将3D打印制品从基座上取下,以异丙醇洗去表面的树脂残液,晾干。

2.4除醛性能实验

参照JC/T 1074-2008标准进行除甲醛性能实验:将待测样放入1m3玻璃舱中注射3μL分析纯甲醛(37%),密闭鼓风1h后进行甲醛含量测量。

参照GB/T16129-1995进行空气中甲醛含量测量:配制甲醛标准溶液(10支标准比色管),显色后用UV2550分光光度计(SHIMADZU)测量吸光度,以甲醛含量为横坐标,吸光度为纵坐标,从而作出吸光度-甲醛浓度的标准曲线。用带有吸收液的气泡吸收管收集采样玻璃舱中的气体,通过显色后吸光度对比进行计算得出样品气体中的甲醛浓度c1,再通过与未放置除醛制品的空白玻璃舱进行对比,将上式所得的c0值代入,计算出制品的除醛效率:

3结果与讨论

3.1除醛功能分子及光敏树脂的制备

树脂中的关键除醛功能分子,3- 羟基丁烯酸 -2- 丙烯酸乙二酯(AEHB),系由丙烯酸通过环氧化、双乙烯酮酯化等步骤合成得到(图1),其化学结构可通过质谱得到确认。在光固化树脂(TMPTA-AEHB)的制备中,先使三官能团丙烯酸型单体 - 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (TMPTA) 在偶氮二异丁腈(AIBN)热引发下适度聚合,成为超支化预聚体,其残余的双键部分以除醛功能分子(AEHB)封端,部分留作后续光固化用(图1)。

3.2光固化与3D打印

对于Form1+ 桌面3D打印机 (Formlabs),其LED激光器波长405nm,为此我们选用与此波长匹配的肟酯光引发剂,其紫外 - 可见吸收光谱见图2,可见其覆盖了LED激光器的405nm波长的位置。在3D打印机中,在肟酯类光引发剂受LED激光激发,分解出自由基,使光敏树脂(TMPTA-AEHB)发生交联而固化,得到3D打印制品(图3)。

3.3除醛效果

为了评价所制备的光固化3D打印制品对除醛效果的影响,我们将含有具有不同功能分子含量的3D打印制品置于在玻璃空气舱进行除醛实验,然后参照JC/T 1074-2008和GB/T16129-1995标准进行空气中甲醛清除能力测量,计算舱中甲醛含量降低值来评价其除醛效果。图4所示除醛结果表明, 空白制品本身即具有27%的除醛能力 (可能源于材料对甲醛的纯物理吸附性),但添加了功能成分后,制品除醛能力具有极大的提高,并随除醛功能成分含量的增加而提高,最高稳定在84%左右的甲醛清除率。由此可证明所合成的功能分子添加对涂料的除醛能力提升是显著的。树脂制品对甲醛的清除机理首先是树脂制品中烯醇结构对甲醛羰基的亲核进攻,生成亚甲基羟基,即可将甲醛分子彻底锁定于光固化制品的网络结构中间(图5)。

4结论

由丙烯酸通过环氧化、双乙烯酮酯化等步骤合成得到的除醛功能分子(AEHB),加入三官能团丙烯酸型单体(TMPTA)构建的超支化预聚体, 得光敏树脂(TMPTA-AEHB)。采用对肟酯光引发剂,在405nm波长激光激发交联而固化,得到3D打印制品,最高稳定达到84%左右的甲醛清除率,其除醛机理源于烯醇结构对甲醛羰基的亲核进攻。

摘要：由丙烯酸通过环氧化、双乙烯酮酯化等步骤合成得到除醛功能分子,即:3-羟基丁烯酸-2-丙烯酸乙二酯(AEHB)。使三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)在偶氮二异丁腈(AIBN)热引发下适度聚合,成为超支化预聚体,其残余的双键部分以除醛功能分子(AEHB)封端,部分留作后续光固化用得光敏树脂(TMPTA-AEHB)。采用对肟酯光引发剂,在3D打印机中的LED激光器的405nm波长激光激发下,分解出自由基,使光敏树脂发生交联而固化,得到3D打印制品。将3D打印制品置于在玻璃空气舱进行除醛实验,发现其除醛能力随除醛功能成分含量的增加而提高,最高可达到84%左右的甲醛清除率,其除醛机理源于烯醇结构对甲醛羰基的亲核进攻。

关键词：光敏树脂,3D打印,光引发剂,甲醛

3D打印树脂工作模型篇2

3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计，数码产品开模等，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品从开发到投入市场的时间。3D打印机可以用各种原料打印三维模型，使用3D辅助设计软件，工程师设计出一个模型或原型之后，无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜，之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印，打印的原料可以是有机或者无机的的材料，例如橡胶、塑料，不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意味着这项技术的普及。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长，其价格也正逐年下降。该技术珠宝，鞋类，工业设计，建筑，工程和施工（AEC），汽车，航空航天，牙科和医疗产业，教育，地理信息系统，土木工程以及其他领域都有所应用。

随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加，全球3D打印机的销售额将从2011年的17亿美元增长至2017年的50亿美元。消费品和电子领域是3D印刷企业最大的市场，其市场份额约为20.3%；紧随其后的是机动车（19.5%）、医疗和牙科（15.1%）领域。目前比较知名的3D打印机制造商有瑞连、3D系统、伊登普雷里、斯特塔西、帕罗奥多、惠普和奥托美克等。

目前国内3D打印在材料、设备和应用上仍有难题，成本较高，多用于实验，规模化应用尚需时日，目前我国3D打印主要应用于产品设计、快速模具制造、铸造、医学等制造领域，其中消费电子、汽车、医疗分别占20.3%、19.5%和15.1%。

随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用，打印速度和效率有望获得更大提升。3D打印技术经过几十年的探索与发展，目前能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印，目前较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率，相比早期产品有10倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达24位。随着先进材料的不断发展，将开发出更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及其他方法难以制作的复合材料等，金属材料、直接金属成型技术将会成为今后研究与应用的新兴领域。

当前，3D打印机价格很高，大多在百万美元以上，这给其进入家庭带来了困难，但一些较小规模的3D打印机制造商已经开始推出一万美元以下的3D打印机。随着技术进步及推广应用直至实现规模化生产，3D打印机的价格有望大幅下降。3D打印机诞生后，早期主要用于航空航天、机械、医疗、建筑等行业的模型制作。随着其进一步走向成熟，3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。专家预计，3D打印机在生产应用方面有着巨大潜力。3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天及医疗方面（牙科）都能得到广泛的应用。3D打印长期发展前景广阔，未来国内3D打印市场规模将达到上万亿元，但短期内由于技术、材料和成本原因难以商业化。

本研究分析报告由智鼎国研（北京）信息咨询有限公司领衔撰写，在大量周密的市场调研基础上，主要依据了国家统计局、国家商务部、国家发改委、国务院发展研究中心、中国海关总署、3D打印机行业相关协会、国内外相关刊物的基础信息以及3D打印机专业研究单位等公布和提供的大量资料，结合深入的市场调查资料，进而分析国内3D打印机行业发展走势与市场。报告针对我国3D打印机行业的市场规模与前景、从业企业以及国家相关产业政策进行了全面分析。并重点分析了我国3D打印机行业技术、应用领域的发展与现状，并对3D打印机行业投资机会与投机风险作出了分析研判，为3D打印机相关生产企业、经营企业、科研机构等企业在激烈的市场竞争中洞察先机，根据市场需求及时调整经营策略，为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供了准确的市场情报信息及科学的决策依据，同时对银行信贷部门也具有极大的参考意义。

【报告目录】

第一章3D打印机相关阐述16 第一节传统打印机简介16

一、打印机性能参数16

二、打印机的分类17

三、打印模式20

四、打印机语言21

五、打印机技术21

六、打印机打印技术常用工作参数30 第二节3D打印机32

一、3D打印机背景分析32

二、3D打印机特点34

三、3D打印机技术性能指标34 第三节3D打印机的用途及应用领域35

一、在工业制造领域的应用分析35

二、在文化创意、数码娱乐领域的应用分析36

三、在航空航天、国防军工领域的应用分析36

四、在生物医疗领域的应用分析36

五、在消费品领域的应用分析38

六、在建筑工程领域的应用分析38

七、在教育领域的应用分析38

八、在个性化定制领域的应用分析39 第二章中国3D打印机市场发展关键因素分析39 第一节3D打印机市场规模分析39 第二节3D打印机市场主要竞争对手构成40 第三节3D打印机市场政治、经济、法律、技术环境分析45

一、政治环境45

二、经济环境49

三、法律环境53

四、技术环境55 第四节3D打印机市场发展驱动因素分析59

一、产品优势59

二、政策扶持60

三、产业化的可能性62 第五节全球债务危机对3D打印机行业发展影响分析64

一、对3D打印机行业本身影响分析64

二、对3D打印机上下游产业影响分析65

三、对3D打印机价格影响分析66 第三章2012年世界3D打印厂商研究67 第一节3Dsystems67（1）企业发展简况分析67（2）企业研发实力分析67（3）企业3D打印机产品分析67（4）企业3D打印机产品应用分析68（5）企业经营业绩分析68（6）企业投资兼并分析69（7）企业经营优劣势分析69 第二节ObjectGeometries72 第三节SOlido72 第四节ZCorporation75 第五节Stratasys79（1）企业发展简况分析79（2）企业研发实力分析79（3）企业3D打印机产品分析79（4）企业经营业绩分析81（5）企业投资兼并分析81（6）企业经营优劣势分析82 第六节Makerbot经营分析83（1）企业发展简况分析83（2）企业3D打印机产品分析83（3）企业经营业绩分析85（4）企业投资兼并分析85（5）企业经营优劣势分析86 第七节Shapeways经营分析87（1）企业发展简况分析87（2）企业3D打印服务分析87（3）企业经营业绩分析88（4）企业商业模式分析88（5）企业多轮融资分析88（6）企业经营优劣势分析89 第四章2012年中国打印机产业整体发展态势分析90 第一节中国打印机行业发展分析90

一、中国打印机产量居世界第一90

二、中国打印机行业的市场结构解析90

三、中国专用打印机行业发展格局97

四、打印机行业进入节能环保新时代98

五、2012年打印机行业发展情况良好101 第二节2008-2012年中国打印机产量数据统计分析104

一、2008-2011年中国打印机产量数据分析104

二、2012年中国打印机产量数据分析108

三、2012年中国打印机产量增长性分析110 第五章3D打印机生产工艺及技术路径分析111 第一节3D打印机各种生产方法比较111 第二节国内外3D打印机生产工艺及技术趋势112

一、国外主流生产工艺介绍112

二、国内主流生产工艺介绍116

三、3D打印加工过程分析117

四、当前3D打印技术分析121

五、3D打印技术的突破方向分析124 第三节国内外3D打印机最新技术研发及应用情况126 第四节3D打印原材料分析129

一、目前可使用的3D打印材料分析129

二、3D打印市场扩大对材料需求的影响分析130 第六章中国3D打印机市场发展现状分析131 第一节中国3D打印机市场构成要素分析131

一、3D打印机产品购买主体构成分析131

二、3D打印机产品市场购买力分析133

三、3D打印机产品市场购买欲望分析134 第二节中国3D打印机市场主要品牌分析136

一、国外主要企业品牌分析136

二、国内主要品牌分析140 第三节2012年中国3D打印机市场运行数据分析141

一、2012年中国3D打印机市场产品销售情况分析141

1、销售总量分析141

2、主要销售区域分析142

3、市场需求特点分析143

二、2012年中国3D打印机市场产品供给情况分析145

1、国内市场供给量分析145

2、供给来源构成146

3、供需格局分析148 第七章中国3D打印机市场消费能力及未来需求规模分析148 第一节2012年中国3D打印机市场消费能力现状分析148

一、中国3D打印机产品购买要素构成分析148

二、3D打印机产品替代产品威胁分析150

三、主要消费区域消费能力对比分析150 第二节影响中国3D打印机市场消费能力主要因素分析152

一、购买者的购买目的及主要用途152

二、购买者所处的消费环境154 第三节中国3D打印机消费市场独有特征分析156 第四节中国3D打印机市场发展影响因素分析158 第五节3D打印机对我国制造业的影响160

一、3D打印机的内涵及其意义160

二、3D打印机与中国制造业161

三、对我国制造业的影响162

四、对策建议163 第八章2012年中国3D打印机市场需求特点及需求潜力分析163 第一节中国3D打印机市场主要消费统计数据定量分析163

一、总体销量数据分析163

二、分区域市场数据分析164

三、消费领域分布数据分析165 第二节3D打印机主要下游消费领域构成分析165 第九章3D打印机产品价格策略研究167 第一节估计成本167 第二节选择定价方法170 第三节竞争性调价176 第四节具体价格策略研究178 第十章国内3D打印机在建及拟建项目统计分析179 第一节入门级开源3D打印机项目技术179 第二节研发一种便携式3D打印机项目192 第三节智慧烟台投资千亿引进3D打印机等高端项目193 第四节2012-2013年我国3D打印发展项目态势195 第五节中国市场上3D打印巨头合并及其项目新态势201 第十一章3D打印机企业销售状况调查224 第一节北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司224

一、企业发展简况分析224

二、企业研发实力分析225

三、企业3D打印产品及服务分析225

四、企业成功应用案例分析225

五、企业经营优劣势分析226

六、企业3D打印机销售情况227 第二节陕西恒通智能机器有限公司227

一、企业发展简况分析227

二、企业研发实力分析227

三、企业3D打印产品及服务分析228

四、企业成功应用案例分析228

五、企业经营优劣势分析228

六、企业最新发展动向分析229

七、企业3D打印机销售情况229 第三节武汉滨湖机电技术产业有限公司230

一、企业发展简况分析230

二、企业研发实力分析231

三、企业3D打印产品及服务分析231

四、企业经营优劣势分析232

五、企业3D打印机销售情况232 第四节南京紫金立德电子有限公司233

一、企业发展简况分析233

二、企业研发实力分析233

三、企业3D打印产品及服务分析233

四、企业成功应用案例分析233

五、企业经营优劣势分析235

六、企业最新发展动向分析235

七、企业3D打印机销售情况239 第十二章3D打印机市场推广策略研究240

一、3D打印机行业产品市场定位240

二、3D打印机行业广告推广策略244

三、3D打印机行业产品促销策略249

四、3D打印机行业招商加盟策略249

五、3D打印机行业网络推广策略254 第十三章3D打印机营销渠道建立策略256 第一节2011-2012年中国3D打印机品牌营销模式研究256

一、市场经济时代的营销模式256

二、国际市场条件下的营销模式256

三、新型营销模式总括257

1、特许经营、加盟连锁257

2、电子商务258

3、会议营销260 第二节3D打印机产品营销渠道260

一、媒体广告260

二、直效营销262

三、销售促进263

四、公关与宣传264

五、人员推销265

六、网络营销266 第三节中国3D打印机营销渠道建立策略267

一、广告策略267

二、渠道策略267

三、价格策略267 第十四章3D打印机市场客户群研究与渠道匹配分析271 第一节专买店实地调查271

一、渠道特点271

二、销售状况271

三、消费人群271

四、销售策略271 第二节购物中心----专柜275

一、渠道特点275

二、销售状况275

三、消费人群276

四、销售策略276 第三节连锁超市----专柜281

一、渠道特点281

二、销售状况282

三、消费人群282

四、销售策略283 第四节网络营销模式—网店287

一、渠道特点287

二、销售状况292

三、消费人群292

四、销售策略292 第十五章2013-2018年中国3D打印机市场前景预测分析294 第一节国内3D打印机技术发展现状与问题294

一、国内3D打印机技术发展现状294

二、国内3D打印机技术发展问题295 第二节我国3D打印机从“神器”到家用制造设备的距离296 第三节3D打印机行业发展趋势预测298

一、3D打印机将全面革新现实298

二、2017年全球3D打印机市场将增至50亿美元304

三、3D打印机行业发展趋势304 第四节中国国3D打印机行业发展前景预测305

二、3D打印孕育无限未来305

三、3D打印机的变革力量308

四、3D打印机发展前景310 【图表目录】

3D打印树脂工作模型篇3

编辑点评：近两年，“3D打印”这个时髦的名词对于大众来说已经不再陌生。特别是继2012年4月出版的英国《经济学人》杂志刊文称“3D打印将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”之后，3D打印更是在全球范围内掀起了一轮概念热潮。这也促使各国政府重视并支持3D打印产业的发展，我国政府也不例外。

3D打印可以为印刷业务增加附加值，它能够使人们以更低的劳动力成本灵活地生产小批量产品，比如印刷品的前期设计、模型或样品制作等，从而使后续的大规模生产成为可能。而且，3D打印技术在个性化贺卡和礼品包装市场也有机会大展拳脚。目前国内印刷业也在非常密切地关注3D打印技术的发展。据悉，在包装印刷的印后领域，3D打印技术已经应用在激光模切机的压痕工序，它同模切一道，实现了数字化的印后革命性变革。