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[原创]江南大学：一种基于静电纺原理的3D打印装置及打印方法（2018-10-29 16:47:59）

标签：静电纺丝 3D打印  

易丝帮讯 近日，江南大学肖学良等人明公开了一种基于静电纺原理的3D打印装置及打印方法，装置包括微量注射泵；微量注射泵的注射出口连接至打印喷头的原料接收口之上；打印喷头固定于三维空间移动框架之上；还包括位于打印喷头下方的接收平台；还包括高压电源；高压电源的正极连接在打印喷头之上；高压电源的负极连接在接收平台之上；所述接收平台的平面分隔为多个栅格单元；在接收平台下方安装有电压控制装置，控制每个栅格单元的电压。该发明首次提出将静电纺丝技术与3D打印技术相结合理念，从而实现功能更加全面的3D打印装置。

熔融沉积制造技术(FDM)是将低熔点丝状材料通过热熔喷嘴加热挤出，同时三维喷头按照CAD分层数据控制的路径在指定位置沉积，快速冷却后形成一层截面，平台下降一个高度打印下一层，如此反复、逐层沉积，凝固成型后形成整个实体原型。目前常见的FDM喷头为0 .4mm，同时采用的丝材为1 .75mm，然而由于层与层之间的凝固沉积，打印喷头与平台的移动精度较低等因素导致了成型件外观较差，表面有明显的层状条纹，同时Z轴方向力学性能差等缺点。另一方面，FDM由于只能打印ABS、PLA塑料等少量热塑性材料，在打印材料选择方面受到了极大的限制。

光固化成型技术(SLA)，利用液态光敏材料在紫外线的照射下转变为固态聚合塑胶的特性，结合电脑三维图像，成型时，紫外光束在聚合物液面逐层扫描，照射表面逐层相互固化，最终形成立体模型。然而光固化成型技术可以使用的材料仅限于光敏液态树脂，且固化时间较长，同时打印需要设计支撑结构，技术具有一定局限性。因此，针对现有技术的不足，该发明公开了一种基于静电纺原理的3D打印装置。

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图1 基于静电纺原理的3D打印装置的正视图。

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图2 基于静电纺原理的3D打印装置的立体图。

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图3 四喷头打印装置的喷头俯视图。

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图4 四喷头打印装置的喷头立体图。

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图5 微量注射泵和打印喷头安装为一体的示意图。

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图6 一体式喷头和辅助固化装置的示意图

该发明的有益技术效果是：相比现有的3D打印装置，在该发明专利中，首次提出将静电纺丝技术与3D打印技术相结合理念，从而实现功能更加全面的3D打印装置。通过静电纺丝的注射泵作为原料供给系统，拓宽了3D打印材料的选择范围，可打印液态、胶态与固态的各类高聚物材料。同时利用高压电场环境与变化电压控制平台，相比普通3D打印技术，可实现更加快速、精确可控、微米级打印铺层打印，成型件层间结合力跟高，外观细腻，无需再次打磨处理，同时也可解决3D打印对重力条件的要求，实现零重力或重力变化环境下的3D打印。另外，通过打印得到纳米级纤维薄膜，实现小分子颗粒过滤；多喷嘴打印系统可实现多材料、多添加剂打印，增加了产品的设计性和功能性。

附：专利信息

专利名 一种基于静电纺原理的3D打印装置及打印方法

申请公布号 CN 108688148 A

申请公布日 2018.10.23

申请号 201810492952 .8

申请日 2018 .05 .22

申请人 江南大学

发明人 肖学良　刘良强　钱坤　卢雪峰

链接地址：http://www.espun.cn/news/detail-493.html

文章来源：易丝帮