文献综述
摘要：本文主要对3D打印的新型研究方法以及外界环境对于打印过程的影响程度进行研究。同时对于打印出来的材料做物理性能测试，对于其化学及其物理性质进行实验表征，分别从环境温度对打印过程的影响、光固化材料成型、新型打印材料三方面进行了简要地综述。
关键词：3D打印;光固化；光敏材料
- 引言
3D打印（3DP)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。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。由于存在对复合固体推进剂高能化的强烈需求, 对组分材料的改性研究以及对新型高含能材料的研发都已成为当今复合固体推进剂领域的研究热点。本文从复合固体推进剂各组分的分类出发, 详细介绍了当今国内外3D打印成型新技术方面的一些主要研究成果。
- 环境温度对打印过程的影响
2.1操作步骤
在实验中，将3D打印机放置于自制的环境箱内，环境箱具有可控温循环热风系统，通过温控仪来控制环境箱内的打印环境温度，打印参数设置包括，速度以及填充速度为默认设定，在不同的环境温度下打印60mmtimes;60mmtimes;2mm的方形样片，其中将环境温度分别设定为20、30、40、50、60、70℃，打印完成后，待打印机平台温度降低为20℃时，将小方片从平台上取下来，并定义打印过程中喷嘴移动方向（y轴）为平行方向，平台移动方向（x轴）为垂直方向。首先测量样片打印完成时平行和垂直方向的尺寸，然后将样片在23℃恒温箱中放置24h,再次测量其平行和垂直方向的尺寸以及翘曲情况[1]。
2.2结论分析
分析认为，由于本次实验使用的是热塑性ABS塑料，打印成型过程中会发生两次相变过程，第一次是ABS由固态丝状受热融化成熔融态，第二次是由熔融态经过喷嘴挤出冷却凝固成固态。ABS凝固过程中的体积収缩会产生内应力，内应力会导致样片翘曲的发生[2]。而环境温度会影响成型样片的内应力的大小，打印环境温度升高，一方面制品中的大分子链热运动能量越高，另一方面由于体积膨胀，分子间距离增加，大分子链活动空间增大，使得松弛过程加快。导致制品内应力减小，相应地，产生的翘曲程度也就减小[3]。但是环境温度也不能过高，否则零件表面会起皱，对于小界面的零件会产生“坍塌”与“拉丝”现象，即前一层的截面还处于软化状态时后一层就开始在其上面堆积，前一层的截面还不足以承受后一层挤出丝的作用力，因而向下凹陷变形，同时挤出丝被喷头拉着走[4]。另一方面，打印环境温度太低的话，从喷嘴挤出的丝骤冷使成型零件内应力增加，这很容易引起零件翘曲变形，影响打印过程顺利进行，并导致层间粘接不牢固，零件有开裂的倾向[5]。可见，只有适宜的打印环境温度才能使成型制品的翘曲程度较小，表面质量较好，成型精度也会较高[6]。
图1.样品打印完成时及调制24h之后环境温度对平行、垂直方向收缩率的影响
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