增材制造技术及其应用

电弧增材制造技术研究现状及展望

田根, 王文宇, 常青, 任智强, 王晓明, 朱胜

材料导报 2021,35(23 ):23131 -23141. DOI:10.11896/cldb.20110244

摘要（1812）

PDF（pc）（10580KB）（576）

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增材制造技术环境影响及其生命周期评价的研究进展

栗卓新, 祝静, 李红

材料导报 2021,35(11 ):11173 -11179. DOI:10.11896/cldb.19120078

摘要（784）

PDF（pc）（2198KB）（303）

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面向水下智能建造的3D打印混凝土配合比优化研究

孙晓燕, 陈龙, 王海龙, 张静

材料导报 2022,36(4 ):21050230 -9. DOI:10.11896/cldb.21050230

摘要（684）

PDF（pc）（7088KB）（551）

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3D打印聚合物纳米复合材料的研究进展

杨兆哲, 孔振武, 吴国民, 王思群, 谢延军, 冯鑫浩

材料导报 2021,35(13 ):13177 -13185. DOI:10.11896/cldb.19120105

摘要（926）

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收藏相对于传统制造方法如挤出成型、模压成型等,3D打印技术不仅能够快速成型结构复杂且精细的产品,而且还可以根据不同功能、性能需求选择不同材料进行快速制造。凭借这一优势,3D打印越来越受到人们的重视,越来越多的3D打印产品被应用到人们的生活、学习和工作中。在众多3D打印材料中,聚合物材料(如热固性和热塑性聚合物等)的占比大、应用广,大到房屋内饰、小到微/纳米电子设备都可以通过3D打印聚合物材料来实现。然而,相比于传统方法制造的聚合物材料,3D打印聚合物材料强度低、打印层之间界面结合差,所以目前3D打印聚合物材料主要用于模型和非结构材料。为提高3D打印聚合物材料的强度,纳米材料(如纤维素纳米晶)常被用作增强体与聚合物材料混合打印,以此制备高强、多功能的3D打印纳米复合材料。纤维素纳米晶来源广泛、价格低廉、可再生、强度高,是一种十分理想的天然纳米增强材料。因此,近年来纤维素纳米晶在3D打印聚合物纳米复合材料中的应用受到广泛关注。除研究纳米材料对3D打印聚合物材料性能的影响外,研究者们还从纳米材料改性和新型纳米材料的研发等方面不断进行尝试,在提高3D打印聚合物纳米复合材料强度的同时赋予其更多的功能性,并取得了丰硕的成果。此外,借助光固化3D打印和聚合物熔融沉积成型两项基本原理相近、成型机理不同的3D打印技术,研究者们从打印纳米复合材料的结构、性能及功能出发,分别研究不同打印技术实现材料“结构-性能-功能”的可能性和可行性,为3D打印聚合物纳米复合材料的拓展应用提供了可靠依据。本文在简述3D打印技术的基础上,重点阐述常用于热固性和热塑性聚合物3D打印技术的基本原理和特点;着重分析两项不同3D打印技术在聚合物纳米复合材料领域的应用情况,总结3D打印聚合物纳米复合材料的性能特征和应用范围,以期为3D打印纳米复合材料的广泛应用奠定基础。

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铜及其合金表面涂层技术与增材制造技术研究进展

王荣城, 王文宇, 殷凤仕, 任智强, 常青, 赵阳, 秦智勇

材料导报 2021,35(19 ):19142 -19152. DOI:10.11896/cldb.20070054

摘要（833）

PDF（pc）（7404KB）（204）

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抗菌不锈钢的抗菌原理、常规加工与增材制造

刘莹, 杨俊杰, 易艳良, 张治国, 王小健, 李卫, 周圣丰

材料导报 2021,35(23 ):23097 -23105. DOI:10.11896/cldb.20070008

摘要（679）

PDF（pc）（4429KB）（705）

收藏各类公共卫生事件频发,催生了各类抗菌产品研发和应用。抗菌材料按原料来源分类包括无机抗菌材料、有机抗菌材料、天然抗菌材料和合成抗菌材料。不锈钢作为运用最广泛的无机金属材料之一,在抗菌材料的应用方面已取得阶段性进展。
不锈钢获得抗菌性能的常规加工方法有两种,即表面改性和合金化处理。然而,表面型抗菌不锈钢经磨蚀后极易丧失抗菌效果,合金型抗菌不锈钢中抗菌离子利用率较低,这些都导致不锈钢的抗菌效果不理想。因此,研究者们除研究不同抗菌元素的抗菌机理外,还从提高抗菌不锈钢耐久性和抗菌效率方面进行了不同制备工艺的探索,扩大了抗菌不锈钢的使用范围。
近年来,研究者们开发了多种抗菌不锈钢的制备工艺以提高其使用寿命和抗菌性能。通过沉积法、渗透法和喷涂法等方式将抗菌元素被添加到不锈钢表面,可使抗菌层厚度增加,抗菌效果更稳定;适量抗菌金属元素被添加到不锈钢中,经抗菌处理后这些抗菌金属元素能够不断地向介质中释放抗菌金属离子,使不锈钢的抗菌率大幅提高。此外,为了满足抗菌不锈钢在生物医学领域的使用需求,常在其表面引入羟基磷灰石、聚(L-丙交酯-己内酯)等生物相容性良好的物质,或采用先进的制备工艺控制有害金属离子的释放浓度,以实现抗菌性能和生物相容性的有机结合。
本文综述了近10年国内外各种抗菌不锈钢的研究现状。介绍了表面改性抗菌不锈钢和合金型抗菌不锈钢的抗菌原理、特点与制造方法。此外,针对常规制造法存在制备周期较长、材料耗损较多、环境污染较严重等问题,本文结合增材制造技术的优势,试图寻找一种新型的抗菌不锈钢制备工艺,以其个性化定制、耗时短、精密加工等优势弥补上述缺点,并且介绍了增材制造抗菌材料在医疗卫生领域中的应用。

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高熵合金增材制造研究现状与展望

夏铭, 孙博, 王鑫, 梁秀兵, 沈宝龙

材料导报 2021,35(13 ):13119 -13127. DOI:10.11896/cldb.20030155

摘要（1049）

PDF（pc）（9206KB）（737）

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增材制造金属点阵多孔材料研究进展

杨鑫, 马文君, 王岩, 刘世锋, 张兆洋, 王婉琳, 王犇, 汤慧萍

材料导报 2021,35(7 ):7114 -7120. DOI:10.11896/cldb.19110208

摘要（1592）

PDF（pc）（5496KB）（735）

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金属材料增材制造及其在民用航空领域的应用研究现状

常坤, 梁恩泉, 张韧, 郑敏, 魏雷, 黄文静, 林鑫

材料导报 2021,35(3 ):3176 -3182. DOI:10.11896/cldb.19100153

摘要（1081）

PDF（pc）（6165KB）（1363）

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空间大型桁架在轨增材制造技术的研究现状与展望

杨杰, 黎静, 吴文杰, 于宁

材料导报 2021,35(3 ):3159 -3167. DOI:10.11896/cldb.20090363

摘要（1274）

PDF（pc）（5800KB）（1017）

收藏空间桁架作为航天器结构的理想支撑平台,在深空探测、高分辨率对地观测等空间任务中得到了广泛应用。大型化、轻量化是航天器及其空间附属机构的发展趋势,但受地空运载能力与运载成本的约束,现有常规就地制造技术已无法满足大尺寸、高性能、复杂结构件的太空应用需求。在轨增材制造(在轨3D打印)技术可突破常规就地制造瓶颈,解决空间制备难题,实现低成本在轨建设。
在轨增材制造是一种在微/零重力作用、高交变温差、强辐射等极端环境条件下的新型制造技术,由于发展时间较短,技术成熟度较低,诸多基础科学问题与关键技术问题尚待解决。空间大型桁架的在轨增材制造不同于传统地面增材制造,是地面增材制造技术的拓展与延伸。目前,在基础研究方面,国内外已开展了空间微重力环境下的熔融沉积成形增材制造试验,验证了微重力环境下熔融沉积增材制造的可行性。在成形装备方面,中、美、欧等国家或联盟均研制了适用于空间站舱内的熔融沉积增材制造样机,而针对空间大型桁架在轨增材制造的舱外装备,尚处于概念设计向工程样机转化的阶段。在成形工艺方面,受限于装备进展,在轨熔融沉积成形工艺性能研究较少;在模拟微重力环境中增材制造方面,针对大尺寸、长轴径比聚合物及其复合材料熔融沉积成形制件的力学性能各向异性,已通过材料改性、层间粘结热调控等方法得到不同程度的改进。
本文系统总结了空间大型桁架在轨增材制造技术的发展现状与研究进展。针对在轨熔融沉积成形增材制造,归纳综述了空间微重力影响、在轨成形装备、成形工艺等关键瓶颈技术的研究现状,探讨了空间大型桁架在轨增材制造面临的挑战与发展趋势,为空间大型结构的在轨构建提供了理论基础与技术参考。

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工艺参数对脉冲等离子弧增材制造IN738LC合金组织与性能的影响

王凯博, 刘玉欣, 吕耀辉, 徐滨士

材料导报 2021,35(2 ):2086 -2091. DOI:10.11896/cldb.19110077

摘要（623）

PDF（pc）（6158KB）（867）

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HB-CSA与膨胀剂对3D打印混凝土收缩开裂性能的影响

崔天龙, 王里, 马国伟, 李之建, 白明科

材料导报 2022,36(2 ):20120078 -7. DOI:10.11896/cldb.20120078

摘要（585）

PDF（pc）（11286KB）（618）

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