3D打印工艺对聚乳酸试样性能的影响开题报告

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1. 研究目的与意义

3D打印技术又称快速成型工艺，是基于数字化设计的快速加工工艺，采用叠层制造原理，通过二维叠加使材料结成三维实体，突破了传统制造的机械再加工模式，降低了制造业成本，有助于激发社会活力、更好的实现制造业的产业结构调整。3D打印技术的快速发展为世界带来了巨大的变革，随着行业规模的扩大，呈现出广阔的发展前景。

3D技术的飞速发展离不开新兴技术的不断创新与改善，其中打印制品的性能是3D打印行业发展的基础，制品的性能离不开优秀的成型工艺。3D打印技术正在迅速改变传统生产生活方式，各国也将其作为战略性产业，加大资金投入。我国增材制造开拓者之一的卢秉恒院士指出：我国增材制造材料的基础研究、材料的制备工艺以及产业化方面与国外相比存在较大差距，因此对于打印工艺的改进成为近来学者着重关注的问题。聚乳酸作为新型绿色塑料，在3D打印工艺中的应用逐渐广泛，打印工艺对于聚乳酸打印制品性能影响的研究具有重要的实践意义。

2. 国内外研究现状分析

与通用塑料相比，聚乳酸具有较高的弯曲强度、拉伸强度，收缩率较低，尺寸稳定性良好，熔点较abs低，流动性更好并且具有良好的生物降解性，降解产物不污染环境。而其具有较低的断裂伸长率，耐热性能较差，冲击强度不高、亲水性差等也制约着pla材料的进一步发展。

陈彩珠等发现pla形成纤维时的温度约175℃，且在200-230℃左右可用于熔融沉积型3d打印，但由于其复合强度较低，在医学范围内使用时，其降解产生的乳酸会导致细胞坏死等情况发生，必须进行材料的改性。

刘涛等采用熔融挤出法制备玻璃纤维/聚乳酸复合材料，研究了玻纤含量、偶联剂含量对复合材料力学性能等的影响，发现玻纤含量达到40%时，材料拉伸强度达到122.2mpa，弯曲模量达到14839mpa，冲击强度达到了8.28kj/m2其中玻纤起骨架增强作用。在实验范围内，材料力学性能随玻纤成分的增加而提高。

3. 研究的基本内容与计划

2月20日-3月7日，查找文献资料、学习仪器原理等；3月8日-3月17日，设计实验方案，准备实验材料与设备；3月18日-3月27日，挤出木粉聚乳酸复合材料，准备纯聚乳酸粒料；3月27日-4月1日，复合材料造粒；4月5日-4月14日，复合材料与纯聚乳酸材料进行拉丝；4月15日-4月30日，用复合材料与纯聚乳酸打印标准样条，打印过程中进行打印工艺参数的改变，记录数值；4月30日-5月20日，对打印样条进行力学性能测试与热稳定性能测试，分析比较各参数对产品性能的影响；5月20日-5月31日，论文撰写。

4. 研究创新点

1、在已有研究的基础上，对打印工艺的具体参数设置进行探索，细化变量，根据试样的综合性能来判断参数变化带来的性能差异；