[發明專利]一種電場輔助連續面曝光3D打印有序復合材料的制備方法有效

申請號：	202110019175.7	申請日：	2021-01-07
公開（公告）號：	CN112848304B	公開（公告）日：	2023-01-24
發明（設計）人：	張廣明;周欣琪;李惠怡;周雁祥;宋伊凡;宋道森;蔣進	申請（專利權）人：	青島理工大學
主分類號：	B29C64/314	分類號：	B29C64/314;B29C64/379;B29C64/264;B29C64/106;B29C64/295;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/10;B33Y40/20
代理公司：	鄭州意創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41138	代理人：	張江森
地址：	266520 山東省青***	國省代碼：	山東;37
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種電場輔助連續曝光打印有序復合材料制備方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

本發明公開了一種電場輔助連續面曝光3D打印有序復合材料的制備方法，所述打印設備包括數字光處理模塊，漿料槽，打印平臺，外加電場；所述數字處理模塊按照打印的模型分層切片，以光束形式穿過復合透氧膜并投射到漿料上實現固化，隨著打印平臺沿z軸方向逐漸上移，所述外加電場置于漿料槽內部兩側，實現了石墨烯/樹脂復合材料的連續打印，且石墨烯片在輔助電場下有序排列實現各向異性/有序復合材料的打印，提高了力學性能與電學性能以及增大了材料的抗彎強度和韌性。

技術領域

本發明涉及3D打印領域，尤其涉及一種電場輔助連續面曝光3D打印有序復合材料的制備方法。

背景技術

目前，3D打印技術已廣泛應用于電子、醫療、航天等領域。以數字光處理技術(Digital Light Processing)為核心的光固化3D打印技術具有成型精度高、打印速度快、工藝成熟等優點。其打印材料光敏樹脂屬于一種高分子聚合物，在光照作用下由液態快速轉化為固態而成型。近年來，3D打印用光敏樹脂通過在材料中添加纖維、粉末等增強體，或是某些高聚物使得材料在增強性能和實現功能化方面有了長足的發展和進步。然而一些復合材料中增強體的分布并不是可以人為控制，無法更好地利用增強體的特殊性質得到符合要求的材料。

一直以來石墨烯作為一種二維納米材料以其優異的光學性能、力學性能、導熱導電性能受到學術界以及工業界的廣泛關注。石墨烯作為添加物被廣泛應用于各種復合材料中，但由于工藝限制目前的傳統成型和一般的3D打印方法都不能得到石墨烯按照一定規律均勻分布的復合材料，這使得石墨烯本身的性能在材料中的體現大大折扣，也就限制了石墨烯/聚合物復合材料的應用和普及。

針對石墨烯/聚合物復合材料，傳統成型工藝有：手糊成型、模壓成型、熱壓罐成型、擠拉成型、纏繞成型等。雖然這些工藝在現有生產中占有一席之地，但是它們也存在著非常明顯的缺點。

1、手糊成型：生產效率低、勞動強度大；

2、模壓成型與熱壓罐成型：模具要求高、生產成本大、尺寸受限；

3、擠拉成型：設備投資高、產品截面受限；纏繞成型：投資大、技術要求高。

都不適用于復雜的三維結構，限制了石墨烯/聚合物復合材料的應用和普及。現有的3D打印技術，會造成石墨烯的團聚或沉積，導致成型的材料不能充分發揮石墨烯優良的力學特性和導電特性。

現有技術中并不能實現電場輔助光固化的連續打印，現有的連續打印裝置也不能實現打印件內部石墨烯的均勻分布。

因此，亟需解決上述問題。

本背景技術所公開的上述信息僅僅用于增加對本申請背景技術的理解，因此，其可能包括不構成本領域普通技術人員已知的現有技術。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種電場輔助連續面曝光3D打印有序復合材料的制備方法

為實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案予以實現：

一種電場輔助連續面曝光3D打印有序復合材料的制備方法，所述打印設備包括數字光處理模塊，漿料槽，打印平臺，高壓電源；所述數字處理模塊按照打印模型分層切片形狀，以光束形式穿過復合透氧膜并投射到漿料中。所述打印平臺沿z軸方向逐漸上移，所述高壓電源置于漿料槽內部兩側用于提高外加電場；