特种3D打印材料的配方设计与应用开题报告

1. 研究目的与意义

l研究背景

3d打印又称作增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为"第三次工业革命"的核心技术，任何复杂形状的设计均可以通过3d打印技术来实现。3d打印无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率。

经过十多年的探索和发展，国外3d打印技术有了长足的进步，目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率，并可实现24位色彩的彩色打印。自20世纪90年代以来，国内多所高校开展了3d打印技术的自主研发，企业已实现了3d打印机的整机生产和销售。这些企业主要由海外归国团队建立，规模较小，产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于低端。目前，国产3d打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以满足商用的需求，技术水平有待进一步提升。在服务领域，我国东部发达城市已普遍有企业应用进口3d打印设备开展了商业化的快速成型服务，其服务范围涉及到模具制作、样品制作、辅助设计、文物复原等多个领域。

2. 研究内容和预期目标

本课题通过对聚乳酸(pla)进行改性，在pla中掺杂四氧化三铁等磁性纳米粒子，制备磁性可降解pla材料；利用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪等表征结构、测试热稳定性、力学和其他性能；研究磁性纳米粒子对pla熔点、熔体流动速率、拉伸强度等的影响。技术要求：

（1）制得的磁性pla具有较好的磁响应性；

（2）磁性pla可挤出成型；

3. 研究的方法与步骤

1.纳米fe₃o₄的制备

用通氮气除氧的蒸馏水配置0.4mol／l fe³ 和0.25mol／l fe² 溶液100ml，将 其倒入带温度计的四颈烧瓶；通氮气去除瓶中氧气，将系统升温至60℃，在700r／min机械搅拌下加入2mol／l naoh 85ml;升温至90℃，陈化1h；用0．5mol/l的盐酸调节ph至3—4，使产物fe₃0₄沉降，磁铁分离后，用蒸馏水将其洗至中性。

2. pla 扩链改性料的造粒及注塑。

4. 参考文献

[1]李俊起，朱爱臣，马丽霞，张锡霞，王传栋.聚乳酸在3D打印医疗器械产品中的研究进展[J].生物医学工程研究，2016，(04):309-312.[2]唐鹿.3D打印聚乳酸热塑挤压成型材料的研究及应用[J].工程塑料应用，2016，(11):113-117 135.[3]郑彩平.国内外产聚乳酸热学性能比对研究[J].科技风，2016，(17):225-226.[4]臧晓龙，孙健，李亚莉，陈立强，杨学财，梁立卿，杜国庆.3D生物打印构建聚乳酸羟基乙酸/纳米羟基磷灰石支架骨形态发生蛋白2缓释复合体的实验研究[J].中国组织工程研究，2016，(16):2405-2411.[5]金泽枫，金杨福，周密，马学所，周庭震，钱欣.基于FDM聚乳酸3D打印材料的工艺性能研究[J].塑料工业，2016，(02):67-70.[6]唐通鸣，陆燕，聂富强，倪红军，李志扬.环境友好型3D打印材料聚乳酸的制备及性能[J].合成树脂及塑料，2015，(06):21-23.[7]肖苏华，巫小珍.聚乳酸材料在桌面型3D打印中的应用研究[J].机电工程，2015，(10):1344-1347.[8]陈卫，汪艳，傅轶.用于3D打印的改性聚乳酸丝材的制备与研究[J].工程塑料应用，2015，(08):21-24.[9]舒友，胡扬剑，魏清茂，黄蓉，荆王莉.3D打印条件对可降解聚乳酸力学性能的影响[J].中国塑料，2015，(03):91-94.[10]3D打印用聚乳酸复合材料及其制备方法[J].工程塑料应用，2015，(02):133.

5. 计划与进度安排

（1）第3周~第4周，查阅资料，准备开题报告，论文翻译；

（2）第5周~第8周，实验；

（3）第9周~第13周，实验，整理数据，工艺设计、绘图；