3d打印从全面了解到亲手制作
3D 打印技术是一种最先进的增材制造技术,由于其具有高的生产制造效率、可量产能力、低成本以及复杂性等能力,在先进制造材料开发方面已经引起了企业界和学术界的高度关注。这种技术不仅仅可以加工具有三维立体结构的器件,而且可以用于多材料、多功能集成器件的制备。因此,应用 3D 打印技术进行研究已经成为了研究的热点。本文将从以下四个方面分别介绍多篇经典综述,希望能够使读者快速了解 3D 打印技术在各个领域中发挥的作用。
1、3D 打印技术方法
3D 打印技术包括多种方法,例如光固化成型技术、熔融沉积成型法、墨水直写技术、立体平版印刷法、喷墨打印、选择性激光熔化技术、选择性激光烧结技术等。随着 3D 打印技术的快速发展,涉及领域也进一步扩展,目前已经成为研究的热点方向。 Martin Pumera 等人 2016 年在Chem. Soc. Rev. 杂志上发表了关于光固化成型式、挤出式成型、粉末基式成型等 3D 打印方法的研究进展。2017 年 Rolf Mülhaupt 在 Chem. Rev. 杂志上发表了关于平版印刷、数字光处理、多光子聚合等 3D 打印方法的发展趋势。
2、3D 打印材料
2017年,Tomaso Zambelli 等人在 Adv. Mater. 杂志上发表了关于 3D 打印技术制备金属的综述,总结出各种 3D 打印技术制备微米尺度上的金属结构,并且结合了多种 3D 打印方法制备金属化过程,多步骤的方法非常适用于各种应用程序。一旦微金属增材制造成功,它们将能够制备出更复杂的几何形状和材料结构。
Shlomo Magdassi 等人 2018 年在 Adv. Mater. 杂志上发表了关于 3D 打印 3D 水凝胶、响应光聚化合物材料和陶瓷材料的进展。同年, Tawfique Hasan 等人在 Chem. Soc. Rev. 杂志上发表了关于二维材料的 3D 打印,具体阐述了 3D 打印石墨烯、石墨炔等二维材料的具体打印过程和应用前景。
3D 打印结构
William B. Carter 等人 2016 年 在 Annu. Rev. Mater. Res. 杂志上发表了关于3D 打印各种结构的综述,其具体的阐述了结构材料领域的现状,复杂结构的获得可以应用在众多领域。
4、3D 打印的应用
3D 打印技术已经应用在社会中各个领域,例如在化学工程和催化技术领域可以用作结构化催化剂、搅拌机和反应堆,组织工程和药物输送,生物应用以及能源领域等。Rob Ameloot 及其合作者在 2018 年 Chem. Soc. Rev. 杂志上论述了计算机辅助技术结合 3D 打印技术在化学工程以及催化领域的应用。通过绘制计算机模型设计化学反应器以及结构催化剂,应用 3D 打印方法制备出来。
Xuan-Ming Duan 课题组在2015年 Chem. Soc. Rev. 杂志上发表了题为“Two-photon polymerization microfabrication of hydrogels: an advanced 3D printing technology for tissue engineering and drug delivery”的综述,其主要论述了通过 3D 打印策略制备的水凝胶,并将其用于组织工程和药物输送。 3D 打印技术不仅可以制备具有三维结构的水凝胶,而且可适用于多材料的微制备,因此其在医学上具有广发的应用前景。
2018年,Steven D. R. Christie 等人在 Nat. Rev. Chem. 上综述了 3D 打印技术(光刻技术和喷墨打印技术)在生物领域的应用,列举了 3D 打印的诸多方法,并进行了展望。Liangbing Hu 等人 2017 年在 Adv. Mater. 杂志上发表了关于3D 打印碳基材料在能源存储领域的应用。重点阐述了以石墨烯以及氧化石墨烯作为电极活性墨水材料,通过 3D 打印墨水直写技术构造微纳结构,并且将其应用在电池以及超级电容器储能器件上。除此之外,研究者还对 3D 打印技术在其他领域的发展进行了展望。
3D 打印技术逐渐的进入到了社会的各个领域,其在构造复杂结构以及可规模化等方面具有绝对优势。篇幅所限不详细讨论。综上,本文简单介绍了3D打印技术在各个领域的重要综述,希望读者朋友能从中获得一些帮助,对3D 打印技术有一个简单的认识了解。
来源:材料牛
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