與金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料和碳基復(fù)合材料相比，聚合物復(fù)合材料具有重量輕、比強度高、易加工成型、絕緣以及耐酸堿腐蝕等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)用材料和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。通過選擇不同的聚合物基體、功能填料和特定的成型工藝（如高拉伸、高剪切速率擠出工藝、磁場誘導(dǎo)取向、定向冷凍和發(fā)泡等），可以開發(fā)出具有優(yōu)異機械強度、高導(dǎo)熱系數(shù)、高導(dǎo)電性或其他功能特性的聚合物復(fù)合材料，這些材料在微傳感器、生物醫(yī)學(xué)、電化學(xué)儲能和機器人等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。
近年來，成型加工技術(shù)（如三維（3D）打印，也稱為“增材制造”、“快速原型制造”和“直接數(shù)字制造”）的快速發(fā)展，為材料成分、幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制提供了前所未有的可能性，對航空航天、汽車、電子、建筑和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)化設(shè)計和可控制造過程產(chǎn)生了重大影響。3D打印技術(shù)使得傳統(tǒng)加工方法難以構(gòu)建的復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)成為可能，在新型功能聚合物復(fù)合材料的開發(fā)中顯示出其獨特優(yōu)勢。此外，3D打印技術(shù)還能實現(xiàn)填料在聚合物基體中的可控分布。3D打印技術(shù)與聚合物復(fù)合材料的結(jié)合，為材料的可控設(shè)計和工程應(yīng)用開辟了新的潛力，代表了超越性能限制和拓寬應(yīng)用范圍的關(guān)鍵方向。
在3D打印技術(shù)和聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域，各研究團隊致力于通過升級硬件或微調(diào)打印參數(shù)來增強3D打印技術(shù)，以滿足聚合物復(fù)合材料的獨特加工要求。一些團隊則專注于開發(fā)新型3D打印耗材，如基于聚合物復(fù)合材料的新型打印絲材、墨水、光敏樹脂和粉末。另一些團隊則致力于探索3D打印 技術(shù)在制備和應(yīng)用功能聚合物復(fù)合材料方面的潛力，重點關(guān)注功能填料分布和拓撲形狀對3D打印產(chǎn)品性能和功能特性的影響。本綜述全面回顧了3D打印技術(shù)在聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域的最新研究進展和應(yīng)用，旨在為該領(lǐng)域的研究提供更深入的理解，并展望其未來發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。
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圖1 FDM（熔融沉積成型）（A）和DIW（直接墨水書寫）（B）3D打印的原理示意圖。經(jīng)許可復(fù)制。50 版權(quán)所有 2016，Springer Nature。
解析
1. FDM（熔融沉積成型）
定義：FDM是一種廣泛使用的3D打印技術(shù)，特別適用于熱塑性聚合物材料。
工作原理：
熱塑性絲材：FDM使用熱塑性聚合物絲材作為打印材料，這種絲材在加熱到一定溫度后會熔化。
熔化與擠出：在打印過程中，絲材被加熱至熔化狀態(tài)，并通過打印頭的噴嘴擠出。
逐層構(gòu)建：擠出的熔化材料按照預(yù)定的路徑逐層沉積在打印平臺上，隨著每一層的固化，最終構(gòu)建出三維物體。
特點：
成本低：FDM設(shè)備相對便宜，操作簡單。
材料兼容性好：適用于多種熱塑性聚合物材料。
應(yīng)用廣泛：常用于概念建模、裝飾加工和功能部件制造。
2. DIW（直接墨水書寫）
定義：DIW是一種通過連續(xù)擠出流變材料（通常是具有特定流變性質(zhì)的墨水）來逐層構(gòu)建復(fù)雜3D結(jié)構(gòu)的3D打印技術(shù)。
工作原理：
流變材料：DIW使用的墨水需要具有適當?shù)恼扯群土髯冃再|(zhì)，以確保能夠順利通過噴嘴并準確沉積。
連續(xù)擠出：墨水在壓力作用下通過噴嘴連續(xù)擠出，并按照特定的路徑逐層沉積。
固化與成型：沉積后的墨水通過光聚合或熱固化等方式迅速固化，形成穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)。
特點：
材料多樣性：DIW適用于多種材料，包括無機填料增強的聚合物復(fù)合材料。
靈活性高：打印參數(shù)可調(diào)，以適應(yīng)不同材料的打印需求。
應(yīng)用前景廣：在組織工程、柔性電子和微納制造等領(lǐng)域具有巨大潛力。
3. 圖示解析
圖1A（FDM）：
展示了FDM打印過程中熱塑性絲材在加熱熔化后通過噴嘴擠出，并逐層沉積在打印平臺上的過程。
強調(diào)了FDM技術(shù)的層狀構(gòu)建特點和噴嘴的精確控制。
圖1B（DIW）：
展示了DIW打印過程中流變材料在壓力作用下通過噴嘴連續(xù)擠出，并按照特定路徑逐層沉積的過程。
突出了DIW技術(shù)在處理復(fù)雜流變材料和實現(xiàn)高精度打印方面的優(yōu)勢。
4. 整體意義
這段文字和圖示共同介紹了FDM和DIW兩種3D打印技術(shù)的基本原理和工作過程。
通過對比兩種技術(shù)的特點和應(yīng)用領(lǐng)域，展示了3D打印技術(shù)在聚合物復(fù)合材料制造中的多樣性和靈活性。
為后續(xù)討論3D打印技術(shù)在聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域的最新研究進展和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)背景知識。
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圖2 連續(xù)紡織亞麻纖維（CTFF）/尼龍6（PA6）復(fù)合材料的熔融沉積成型（FDM）3D打印示意圖。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。58 版權(quán)所有 2022，愛思唯爾。
解析
1、這是指論文或報告中提到的第二個圖示，用于展示某種特定的信息或過程。
2、連續(xù)紡織亞麻纖維（CTFF）/尼龍6（PA6）復(fù)合材料：
*連續(xù)紡織亞麻纖維（CTFF）：指的是一種通過紡織工藝連續(xù)生產(chǎn)的亞麻纖維，這種纖維具有連續(xù)性和一定的強度，適用于復(fù)合材料制備。
*尼龍6（PA6）：是一種常見的熱塑性聚合物，具有良好的機械性能和加工性能，常用于制備復(fù)合材料。
*復(fù)合材料：是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。這里指的是CTFF和PA6兩種材料復(fù)合而成的材料。
3、熔融沉積成型（FDM）3D打印：
*熔融沉積成型（FDM）：是一種3D打印技術(shù)，通過將熱塑性材料加熱至熔融狀態(tài)，然后通過噴嘴擠出并沉積在打印平臺上，逐層堆積形成三維實體。
*3D打印：是一種快速成型技術(shù)，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體，能夠直接從數(shù)字模型生成實體物品。
4、示意圖：
指的是為了說明某種原理、過程或結(jié)構(gòu)而繪制的簡圖，通常用于幫助理解復(fù)雜的概念或過程。
5、經(jīng)許可轉(zhuǎn)載：
表示該圖示的轉(zhuǎn)載已經(jīng)得到了原版權(quán)所有者的許可，確保了版權(quán)使用的合法性。
版權(quán)所有 2022，愛思唯爾：
表明該圖示的版權(quán)歸愛思唯爾（Elsevier）所有，愛思唯爾是一家全球知名的學(xué)術(shù)出版公司，擁有大量的學(xué)術(shù)資源和出版物。
總結(jié)
圖2展示了連續(xù)紡織亞麻纖維（CTFF）和尼龍6（PA6）復(fù)合材料通過熔融沉積成型（FDM）3D打印技術(shù)制備的示意圖。這一圖示有助于理解FDM 3D打印技術(shù)在制備特定復(fù)合材料方面的應(yīng)用，同時強調(diào)了版權(quán)許可的重要性。
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圖3 典型的VP（光固化立體印刷）3D打印技術(shù)示意圖（A）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。75 版權(quán)所有 2016，Wiley-VCH。通過VP 3D打印技術(shù)構(gòu)建的組織工程支架（B）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。76 版權(quán)所有 2010，Elsevier。CLIP（連續(xù)液面生產(chǎn)）3D打印技術(shù)示意圖（C）及CLIP 3D打印產(chǎn)品的表面掃描電子顯微鏡（SEM）圖像（D）。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。77 版權(quán)所有 2015，AAAS。
解析
這段文字描述了圖3中展示的關(guān)于VP（光固化立體印刷）和CLIP（連續(xù)液面生產(chǎn)）兩種3D打印技術(shù)的示意圖及相關(guān)應(yīng)用實例，并注明了圖片的轉(zhuǎn)載許可和版權(quán)信息。
1、VP 3D打印技術(shù)示意圖（A）：
*VP（光固化立體印刷）是一種3D打印技術(shù)，通過使用光敏樹脂在紫外光的照射下逐層固化來構(gòu)建三維物體。
*圖A展示了VP 3D打印技術(shù)的典型工作原理示意圖，包括光源、光敏樹脂槽、構(gòu)建平臺等關(guān)鍵部件。
2、組織工程支架（B）：
*圖B展示了通過VP 3D打印技術(shù)構(gòu)建的組織工程支架。組織工程支架是用于支持細胞生長和分化的三維結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
*這種支架可以通過精確控制孔隙大小、形狀和分布來模擬天然細胞外基質(zhì)的環(huán)境，從而促進細胞的附著、增殖和分化。
3、CLIP 3D打印技術(shù)示意圖（C）：
*CLIP（連續(xù)液面生產(chǎn)）是一種新型的3D打印技術(shù)，它利用紫外光在光敏樹脂的液面下連續(xù)照射，使樹脂在光的作用下逐層固化，同時構(gòu)建平臺不斷上升，從而實現(xiàn)物體的連續(xù)打印。
*圖C展示了CLIP 3D打印技術(shù)的工作原理示意圖，強調(diào)了其連續(xù)打印的特點。
4、CLIP 3D打印產(chǎn)品的表面SEM圖像（D）：
*SEM（掃描電子顯微鏡）是一種高分辨率的顯微鏡，能夠觀察材料表面的微觀結(jié)構(gòu)。
*圖D展示了通過CLIP 3D打印技術(shù)制備的產(chǎn)品的表面SEM圖像，這些圖像揭示了打印產(chǎn)品表面的微觀形貌和結(jié)構(gòu)特征，對于評估打印質(zhì)量和材料性能具有重要意義。
總結(jié)
這段文字和對應(yīng)的圖3展示了VP和CLIP兩種3D打印技術(shù)的工作原理示意圖以及VP技術(shù)在組織工程支架構(gòu)建中的應(yīng)用實例，同時提供了CLIP打印產(chǎn)品的表面微觀結(jié)構(gòu)圖像。這些信息對于理解3D打印技術(shù)在材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。
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圖4 粉末床熔融（PBF）3D打印過程示意圖（A）；經(jīng)許可復(fù)制。89 版權(quán)所有 2022，愛思唯爾。
融合層形成過程示意圖（A0）；經(jīng)許可復(fù)制。90 版權(quán)所有 2023，愛思唯爾。揭示了PBF 3D打印中觀察到的球化現(xiàn)象（B）。經(jīng)許可復(fù)制。90 版權(quán)所有 2023，愛思唯爾。
解析
這段文字描述了與3D打印技術(shù)，特別是粉末床熔融（Powder Bed Fusion, PBF）3D打印相關(guān)的幾張圖示及其版權(quán)信息。以下是對這段文字的詳細解析：
1、圖4 粉末床熔融（PBF）3D打印過程示意圖（A）：
*內(nèi)容：這張圖展示了PBF 3D打印的基本過程。PBF是一種3D打印技術(shù)，它通過逐層熔化粉末材料（如金屬、陶瓷或聚合物）來構(gòu)建三維物體。
*版權(quán)信息：該圖示經(jīng)許可復(fù)制，版權(quán)歸2022年的愛思唯爾（Elsevier）所有。
2、融合層形成過程示意圖（A0）：
*內(nèi)容：這張圖詳細描繪了PBF 3D打印中融合層（即每一層粉末被熔化并凝固后形成的層）的形成過程。這有助于理解PBF技術(shù)中如何通過逐層堆積來構(gòu)建物體。
*版權(quán)信息：該圖示同樣經(jīng)許可復(fù)制，版權(quán)歸2023年的愛思唯爾所有。
3、揭示了PBF 3D打印中觀察到的球化現(xiàn)象（B）：
*內(nèi)容：球化現(xiàn)象是PBF 3D打印中可能出現(xiàn)的一種缺陷，表現(xiàn)為熔化的粉末在凝固過程中形成球狀顆粒，而不是均勻地融合在一起。這種現(xiàn)象可能影響打印物體的質(zhì)量和性能。圖B展示了這種球化現(xiàn)象的示意圖。
*版權(quán)信息：該圖示也是經(jīng)許可復(fù)制，版權(quán)歸2023年的愛思唯爾所有。
總結(jié)
這段文字主要介紹了與PBF 3D打印技術(shù)相關(guān)的幾張關(guān)鍵圖示，包括打印過程示意圖、融合層形成過程示意圖以及球化現(xiàn)象示意圖，并提供了這些圖示的版權(quán)信息。這些圖示對于理解PBF 3D打印的工作原理、過程以及可能出現(xiàn)的缺陷具有重要意義。
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圖5 電液動力微噴墨（EHD MJ）3D打印過程示意圖（A）；打印過程中通過不同噴射偏轉(zhuǎn)獲得的不同圖案（鋸齒形和圓形）（B）。根據(jù)知識共享CC BY許可條款重制。106 版權(quán)所有 2020年，Ievgenii Liashenko等人。
解析
1、圖5A：電液動力微噴墨（EHD MJ）3D打印過程示意圖
*電液動力微噴墨（EHD MJ）3D打印：這是一種結(jié)合了電液動力學(xué)原理和微噴墨技術(shù)的3D打印方法。它利用電場控制液體噴射，實現(xiàn)高精度的材料沉積，特別適用于微納米尺度的3D打印應(yīng)用。
*示意圖：圖5A展示了EHD MJ 3D打印的基本原理和工作流程。這通常包括噴嘴設(shè)計、電場控制、液體供給和噴射過程等關(guān)鍵要素。通過精確控制電場，可以實現(xiàn)液體微滴的精確噴射和定位，從而構(gòu)建出復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。
2、圖5B：打印過程中通過不同噴射偏轉(zhuǎn)獲得的不同圖案（鋸齒形和圓形）
*不同噴射偏轉(zhuǎn)：在EHD MJ 3D打印過程中，通過調(diào)整電場強度和方向，可以控制液體微滴的噴射方向和偏轉(zhuǎn)角度。這種調(diào)整使得打印頭能夠在不同位置精確沉積材料，從而形成復(fù)雜的圖案和結(jié)構(gòu)。
*不同圖案（鋸齒形和圓形）：圖5B展示了通過調(diào)整噴射偏轉(zhuǎn)角度獲得的不同圖案。鋸齒形和圓形圖案是兩種典型的例子，它們展示了EHD MJ 3D打印技術(shù)在構(gòu)建復(fù)雜幾何形狀方面的靈活性和精確性。這些圖案的形成依賴于對電場控制的精確掌握，以及對液體材料性質(zhì)的深入理解。
3、版權(quán)信息
*根據(jù)知識共享CC BY許可條款重制：這意味著該圖片可以在遵循知識共享CC BY許可條款的前提下被自由使用、分享和修改。CC BY許可要求用戶在使用時必須給予原作者適當?shù)氖鹈嗣鲌D片的來源。
*版權(quán)所有 2020年，Ievgenii Liashenko等人：這表明該圖片的原始版權(quán)歸Ievgenii Liashenko等人所有，他們是在2020年創(chuàng)作了這張圖片。在使用和引用這張圖片時，需要尊重原作者的版權(quán)，并遵循相關(guān)的許可條款。
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圖6 滑石粉/聚丙烯（PP）復(fù)合材料的制備及3D打印過程（A）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。115 版權(quán)所有 2020，愛思唯爾。
回收碳纖維增強聚醚醚酮（rCF/PEEK）復(fù)合材料的制備及3D打印過程（B）。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。116 版權(quán)所有 2020，愛思唯爾。
解析
這段文字描述了兩個圖表的來源和內(nèi)容，具體解析如下：
1、圖表內(nèi)容：
*圖6(A)：展示了滑石粉/聚丙烯（PP）復(fù)合材料的制備過程和3D打印過程。滑石粉作為一種無機填料，被添加到聚丙烯基體中，通過特定的制備工藝制成復(fù)合材料，并進一步通過3D打印技術(shù)加工成所需形狀的產(chǎn)品。
*圖6(B)：展示了回收碳纖維增強聚醚醚酮（rCF/PEEK）復(fù)合材料的制備過程和3D打印過程。這里使用了回收的碳纖維作為增強材料，與聚醚醚酮基體復(fù)合，同樣通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜形狀的加工。
2、版權(quán)信息：
兩個圖表均經(jīng)許可轉(zhuǎn)載，版權(quán)分別歸愛思唯爾（Elsevier）所有，具體年份為2020年。這表明這些圖表的信息是可靠且經(jīng)過專業(yè)審核的。
3、技術(shù)背景：
*滑石粉/PP復(fù)合材料：滑石粉的加入可以改善聚丙烯的某些性能，如提高剛度、降低收縮率等，使其更適合于特定的應(yīng)用場景。
*rCF/PEEK復(fù)合材料：回收碳纖維的使用不僅有助于降低成本，還符合可持續(xù)發(fā)展的理念。聚醚醚酮（PEEK）是一種高性能的工程塑料，具有優(yōu)異的耐熱性、機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。將回收碳纖維與PEEK復(fù)合，可以顯著提高材料的強度和剛度，同時保持其原有的優(yōu)異性能。
4、3D打印技術(shù)的應(yīng)用：
3D打印技術(shù)為這兩種復(fù)合材料的加工提供了靈活性和高效性。通過3D打印，可以制造出傳統(tǒng)加工方法難以實現(xiàn)的復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)，從而拓寬了復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。
5、研究意義：
這些研究不僅展示了3D打印技術(shù)在復(fù)合材料加工中的應(yīng)用潛力，還為開發(fā)新型高性能復(fù)合材料提供了新的思路和方法。通過優(yōu)化復(fù)合材料的組成和3D打印工藝參數(shù)，可以進一步提高材料的性能和打印質(zhì)量，滿足不同領(lǐng)域的需求。
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圖7 三烯和四硫醇作為主要成分的DIW 3D打印墨水的示意圖及其光聚合反應(yīng)（A）；已獲皇家化學(xué)學(xué)會2023年版權(quán)許可重印。制備的大豆分離蛋白/絲素蛋白（SPI/SF）混合墨水的示意圖及其DIW 3D打印（B）。根據(jù)完整參考文獻引用條款2021年美國化學(xué)學(xué)會版權(quán)重印。
解析
一、圖7A部分解析
三烯和四硫醇作為主要成分的DIW 3D打印墨水的示意圖及其光聚合反應(yīng)
1、三烯和四硫醇：這是兩種化學(xué)物質(zhì)，它們作為墨水的主要成分。三烯可能指的是含有三個雙鍵的烯烴類化合物，而四硫醇則是指含有四個硫醇基團（-SH）的化合物。
2、DIW 3D打印墨水：DIW（Direct Ink Writing）是一種3D打印技術(shù)，它通過直接擠出墨水來構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)。這里的墨水特指由三烯和四硫醇組成的特殊墨水。
3、示意圖：圖7A展示了一個示意圖，描述了這種墨水的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成。
4、光聚合反應(yīng)：這是指墨水在光照條件下發(fā)生的聚合反應(yīng)。三烯和四硫醇在光照下可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成固體聚合物網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)3D打印結(jié)構(gòu)的固化。
二、圖7B部分解析
制備的大豆分離蛋白/絲素蛋白（SPI/SF）混合墨水的示意圖及其DIW 3D打印
1、大豆分離蛋白/絲素蛋白（SPI/SF）混合墨水：這是一種由大豆分離蛋白（SPI）和絲素蛋白（SF）混合而成的特殊墨水。大豆分離蛋白是一種植物蛋白，而絲素蛋白則來源于蠶絲，具有良好的生物相容性和機械性能。
2、示意圖：圖7B展示了這種混合墨水的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成，可能包括SPI和SF分子的排列方式、相互作用等。
3、DIW 3D打印：同樣采用DIW技術(shù)，使用這種SPI/SF混合墨水進行3D打印。由于SPI和SF的特殊性質(zhì)，這種墨水可能具有良好的打印性能和打印后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
4、根據(jù)完整參考文獻引用條款2021年美國化學(xué)學(xué)會版權(quán)重印：這部分說明了圖7B的版權(quán)信息，表明該圖是根據(jù)2021年美國化學(xué)學(xué)會的某篇參考文獻中的條款進行重印的，確保了圖片的合法使用。
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圖8 BDM/ALCR樹脂的聚合機理、打印方法及樣品打印（A）；已獲授權(quán)轉(zhuǎn)載。143版權(quán)所有©2023，愛思唯爾。UV固化自由基/陽離子混合光敏樹脂中互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)形成的示意圖（B）。已獲授權(quán)轉(zhuǎn)載。144版權(quán)所有©2021，Wiley Periodicals LLC。
解析
這段文字描述了圖8中展示的兩個與3D打印聚合物復(fù)合材料相關(guān)的關(guān)鍵內(nèi)容：
1、BDM/ALCR樹脂的聚合機理、打印方法及樣品打印（圖8A）：
*聚合機理：這部分可能詳細展示了BDM（一種新型雙馬來酰亞胺樹脂）和ALCR（丙烯酸液晶樹脂）如何通過特定的化學(xué)反應(yīng)（如加成聚合、交聯(lián)反應(yīng)等）形成聚合物網(wǎng)絡(luò)。
*打印方法：介紹了使用BDM/ALCR樹脂進行3D打印的具體技術(shù)或方法，可能包括打印參數(shù)的設(shè)置、打印設(shè)備的選擇等。
*樣品打印：展示了使用BDM/ALCR樹脂打印出的實際樣品，這些樣品可能具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機械性能，如高初始分解溫度、高最大分解溫度、高拉伸強度、高彎曲強度和沖擊強度等。
2、UV固化自由基/陽離子混合光敏樹脂中互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)形成的示意圖（圖8B）：
*UV固化：描述了通過紫外線照射引發(fā)光敏樹脂中的光引發(fā)劑，從而觸發(fā)自由基和/或陽離子聚合反應(yīng)的過程。
*自由基/陽離子混合：這種混合聚合體系結(jié)合了自由基聚合和陽離子聚合的優(yōu)點，可以形成具有優(yōu)異性能的聚合物材料。自由基聚合通常提供快速的固化速度和良好的粘附性，而陽離子聚合則提供優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。
*互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN）：IPN是一種特殊的聚合物結(jié)構(gòu)，其中兩種或多種聚合物網(wǎng)絡(luò)相互貫穿而不發(fā)生化學(xué)鍵合。這種結(jié)構(gòu)可以顯著提高材料的機械性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性。圖8B的示意圖可能展示了IPN的形成過程，包括兩種聚合物網(wǎng)絡(luò)如何通過非共價鍵（如范德華力、氫鍵等）相互連接和交織。
整體解析：
這段文字和對應(yīng)的圖8展示了3D打印聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域中的兩個重要方面：一是新型樹脂材料的開發(fā)和應(yīng)用，二是通過先進的聚合技術(shù)（如UV固化和IPN形成）來優(yōu)化材料的性能。這些研究不僅提高了3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，還為聚合物復(fù)合材料在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。
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圖9 新型FeOx/PA12納米復(fù)合材料粉末的制備及粉末床熔融（PBF）3D打印示意圖。經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。版權(quán)所有 © 2020，英國皇家化學(xué)學(xué)會。
解析
一、圖9內(nèi)容概述：
圖9展示了新型FeOx/PA12納米復(fù)合材料粉末的制備流程及其在粉末床熔融（Powder Bed Fusion, PBF）3D打印技術(shù)中的應(yīng)用示意圖。這種納米復(fù)合材料結(jié)合了鐵氧化物（FeOx）和聚酰胺12（PA12）的特性，旨在通過3D打印技術(shù)制造出具有特定性能的材料。
二、制備流程：
粉末制備：首先，需要將鐵氧化物（FeOx）納米顆粒與聚酰胺12（PA12）粉末進行混合。這一過程可能涉及機械混合、溶液混合或其他復(fù)合技術(shù)，以確保納米顆粒在聚合物基質(zhì)中均勻分散。
粉末特性調(diào)整：根據(jù)需要，可能需要對混合后的粉末進行進一步的處理，如調(diào)整粉末的粒徑分布、表面化學(xué)性質(zhì)等，以優(yōu)化其在PBF 3D打印過程中的表現(xiàn)。
三、PBF 3D打印過程：
鋪粉：在PBF 3D打印機的工作平臺上均勻鋪上一層薄薄的FeOx/PA12納米復(fù)合材料粉末。
激光熔融：利用高精度熱源（如激光或電子束）按照預(yù)設(shè)的3D模型數(shù)據(jù)逐點熔融粉末，形成熔池。激光或電子束的能量使粉末顆粒局部熔化并相互融合。
逐層構(gòu)建：完成一層打印后，工作平臺下降一定高度，再鋪上一層新的粉末，熱源繼續(xù)熔融新一層的粉末，并與前一層已熔融的部分牢固結(jié)合。如此反復(fù)，直至整個3D物體構(gòu)建完成。
四、技術(shù)特點與優(yōu)勢：
高材料利用率：PBF技術(shù)通過逐層熔融粉末來構(gòu)建物體，材料利用率高，減少了廢料產(chǎn)生。
設(shè)計自由度大：能夠制造出復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物體，滿足各種功能性應(yīng)用的需求。
性能可調(diào)：通過調(diào)整FeOx納米顆粒的含量和分布，可以調(diào)控復(fù)合材料的機械性能、熱穩(wěn)定性、磁性等特性。
五、應(yīng)用前景：
這種新型FeOx/PA12納米復(fù)合材料粉末及其PBF 3D打印技術(shù)在航空航天、生物醫(yī)學(xué)、汽車制造等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，可以制造出具有特定磁性能或熱導(dǎo)率的零部件，或者用于生物醫(yī)學(xué)植入物的定制化生產(chǎn)。
版權(quán)信息：
該圖及其內(nèi)容經(jīng)英國皇家化學(xué)學(xué)會許可轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸其所有。這表明該研究成果具有一定的學(xué)術(shù)價值和影響力，得到了權(quán)威機構(gòu)的認可。
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圖10 有序排列的石墨烯納米片（o-GNPs）/聚乳酸（PLA）導(dǎo)熱復(fù)合材料的3D打印示意圖（A）和掃描電子顯微鏡（SEM）圖像（B）；GNPs/PLA復(fù)合材料的熱導(dǎo)率（λ）（C）；版權(quán)所有©2022，中國科學(xué)院，經(jīng)許可復(fù)制。六方氮化硼（hBN）/熱塑性聚氨酯（TPU）導(dǎo)熱復(fù)合材料的3D打印示意圖（D），hBN/TPU復(fù)合材料的X射線衍射（XRD）圖譜和取向結(jié)構(gòu)示意圖（E）；hBN/TPU復(fù)合材料的熱導(dǎo)率（λ）（F）。版權(quán)所有©2019，Elsevier，經(jīng)許可復(fù)制。
解析
這段文字主要描述了兩組關(guān)于3D打印導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的圖示及其相關(guān)信息，并指明了這些圖示和數(shù)據(jù)的來源及版權(quán)信息。
1、o-GNPs/PLA導(dǎo)熱復(fù)合材料：
圖示A：展示了有序排列的石墨烯納米片（o-GNPs）與聚乳酸（PLA）復(fù)合材料的3D打印過程示意圖。這種有序排列有助于提升復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。
圖示B：提供了o-GNPs/PLA復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像，這些圖像展示了復(fù)合材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，有助于理解其導(dǎo)熱性能。
圖示C：展示了GNPs/PLA復(fù)合材料的熱導(dǎo)率（λ）數(shù)據(jù)，表明通過有序排列GNPs可以顯著提升PLA復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。
2、hBN/TPU導(dǎo)熱復(fù)合材料：
圖示D：展示了六方氮化硼（hBN）與熱塑性聚氨酯（TPU）復(fù)合材料的3D打印過程示意圖。hBN作為一種高效的導(dǎo)熱填料，被用于提升TPU的熱導(dǎo)率。
圖示E：提供了hBN/TPU復(fù)合材料的X射線衍射（XRD）圖譜和取向結(jié)構(gòu)示意圖。XRD圖譜用于分析復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)，而取向結(jié)構(gòu)示意圖則展示了hBN在TPU基體中的排列方式，這對于理解復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能至關(guān)重要。
圖示F：展示了hBN/TPU復(fù)合材料的熱導(dǎo)率（λ）數(shù)據(jù)，表明通過3D打印技術(shù)可以制備出具有高導(dǎo)熱性能的hBN/TPU復(fù)合材料。
3、版權(quán)信息：
中國科學(xué)院擁有o-GNPs/PLA復(fù)合材料相關(guān)圖示和數(shù)據(jù)的版權(quán)（2022年）。
Elsevier擁有hBN/TPU復(fù)合材料相關(guān)圖示和數(shù)據(jù)的版權(quán)（2019年）。
這段文字不僅提供了關(guān)于3D打印導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的重要信息，還強調(diào)了知識產(chǎn)權(quán)的重要性，確保了原始研究工作的認可和保護。
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圖11 金字塔結(jié)構(gòu)示意圖（A）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。178 版權(quán)所有 2017，Springer-Verlag GmbH 德國。電磁干擾屏蔽梯度導(dǎo)電MXene/碳納米管/聚酰亞胺氣凝膠框架（GCMCP）的制備及機理示意圖（B）；根據(jù)知識共享CC BY許可轉(zhuǎn)載。179 版權(quán)所有 2023，Tiantian Xue等人。3D打印碳納米纖維/聚己內(nèi)酯（CNF/PCL）復(fù)合材料及其電磁干擾屏蔽機理示意圖（C）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。180 版權(quán)所有 2023，Elsevier。
解析
這段文字描述了來自一篇關(guān)于3D打印聚合物復(fù)合材料技術(shù)進展的綜述文章中的圖11，該圖包含三個子圖，分別展示了不同的結(jié)構(gòu)和機理：
1、金字塔結(jié)構(gòu)示意圖（A）：
來源：該圖來源于Springer-Verlag GmbH德國出版社2017年的一篇文章，并經(jīng)過許可轉(zhuǎn)載。
內(nèi)容：雖然具體內(nèi)容未在原文中直接展示，但根據(jù)描述，這是一個金字塔結(jié)構(gòu)的示意圖，可能用于展示某種3D打印結(jié)構(gòu)的設(shè)計或優(yōu)化效果，特別是在電磁干擾（EMI）屏蔽方面的應(yīng)用。金字塔形狀可能通過改變3D打印樣品的幾何形狀來增強低導(dǎo)電性樣品的EMI屏蔽效果。
2、電磁干擾屏蔽梯度導(dǎo)電MXene/碳納米管/聚酰亞胺氣凝膠框架（GCMCP）的制備及機理示意圖（B）：
來源：該圖根據(jù)知識共享CC BY許可轉(zhuǎn)載自2023年Tiantian Xue等人的一篇文章。
內(nèi)容：此圖展示了GCMCP的制備過程及其電磁干擾屏蔽的機理。GCMCP是一種通過DIW（直接墨水書寫）3D打印技術(shù)構(gòu)建的梯度導(dǎo)電復(fù)合材料，結(jié)合了MXene、碳納米管（CNT）和聚酰亞胺（PI）氣凝膠。圖中可能詳細描繪了材料的分層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方式以及電磁波在材料內(nèi)部的吸收、反射和再吸收過程。
3、3D打印碳納米纖維/聚己內(nèi)酯（CNF/PCL）復(fù)合材料及其電磁干擾屏蔽機理示意圖（C）：
來源：該圖來源于Elsevier出版社2023年的一篇文章，并經(jīng)過許可轉(zhuǎn)載。
內(nèi)容：此圖展示了CNF/PCL復(fù)合材料的3D打印過程及其電磁干擾屏蔽的機理。通過FDM（熔融沉積成型）3D打印技術(shù)制備的CNF/PCL復(fù)合材料，其中碳納米纖維（CNF）在打印過程中沿打印方向定向排列，形成了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而賦予材料優(yōu)異的電磁干擾屏蔽性能。圖中可能詳細描繪了打印過程中材料的流動、CNF的定向排列以及電磁波在材料中的傳播和衰減過程。
4、整體解析：
這段文字和對應(yīng)的圖11共同展示了3D打印技術(shù)在制備具有特定功能（如電磁干擾屏蔽）的聚合物復(fù)合材料方面的應(yīng)用。通過不同的3D打印技術(shù)和材料組合，可以設(shè)計出具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)和器件。這些研究不僅推動了3D打印技術(shù)的發(fā)展，也為電磁兼容性和電子設(shè)備的小型化、集成化提供了新的解決方案。
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圖12：MWCNT/PPR復(fù)合材料的FDM 3D打印示意圖。根據(jù)知識共享CC BY許可協(xié)議復(fù)制。版權(quán)所有 © 2021，Pawan Verma等人。
解析
一、圖12內(nèi)容：
*主題：該圖展示了MWCNT（多壁碳納米管）/PPR（無規(guī)共聚聚丙烯）復(fù)合材料的FDM（熔融沉積成型）3D打印過程示意圖。
*來源與版權(quán)：此圖是根據(jù)知識共享CC BY許可協(xié)議復(fù)制的，意味著該圖可以被自由地分享、改編和用于商業(yè)目的，只要給予原作者適當?shù)氖鹈０鏅?quán)歸2021年的Pawan Verma等人所有。
二、技術(shù)背景：
*FDM 3D打印：熔融沉積成型是一種常見的3D打印技術(shù)，通過將熱塑性材料加熱至熔融狀態(tài)，然后通過擠出機逐層沉積來構(gòu)建三維物體。
*MWCNT/PPR復(fù)合材料：多壁碳納米管（MWCNT）作為一種增強材料，被添加到無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）基體中，以提高復(fù)合材料的機械性能、電導(dǎo)率或熱導(dǎo)率等。這種復(fù)合材料在3D打印中能夠展現(xiàn)出優(yōu)于單一材料的性能。
三、圖示意義：
*打印過程可視化：該示意圖直觀地展示了MWCNT/PPR復(fù)合材料在FDM 3D打印機中的打印過程，包括材料的熔融、擠出和逐層沉積等關(guān)鍵步驟。
*研究方向參考：對于研究3D打印聚合物復(fù)合材料的科研人員來說，這樣的示意圖有助于理解打印過程中的材料行為，以及如何通過調(diào)整打印參數(shù)來優(yōu)化最終產(chǎn)品的性能。
*教育價值：在教學(xué)和科普場合，這樣的示意圖能夠幫助學(xué)生和公眾更好地理解3D打印技術(shù)和復(fù)合材料的應(yīng)用。
四、學(xué)術(shù)與應(yīng)用價值：
*推動技術(shù)進步：通過展示MWCNT/PPR復(fù)合材料的FDM 3D打印過程，該圖有助于推動3D打印技術(shù)在聚合物復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。
*促進材料創(chuàng)新：多壁碳納米管作為增強材料的加入，為開發(fā)具有優(yōu)異性能的新型復(fù)合材料提供了思路，促進了材料科學(xué)的創(chuàng)新。
*實際應(yīng)用潛力：MWCNT/PPR復(fù)合材料在航空航天、汽車制造、電子電器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力，該圖展示了其制備過程的一種可行方法。
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圖13 大型移植物水凝膠3D打印示意圖（A）；根據(jù)知識共享CC BY許可條款重制。199版權(quán)所有 2024，Wiley-VCH GmbH。用于創(chuàng)傷性腦損傷修復(fù)和缺陷顱骨再生的仿生雙層顱腦貼片示意圖（B）。經(jīng)許可重制。200版權(quán)所有 2024，Wiley-VCH GmbH。
解析
這段文字描述了兩幅圖的來源和版權(quán)信息，并簡要說明了圖的內(nèi)容。
1、圖13（A）：
內(nèi)容：大型移植物水凝膠3D打印的示意圖。
版權(quán)信息：根據(jù)知識共享CC BY許可條款重制，版權(quán)歸2024年的Wiley-VCH GmbH所有。
解析：這幅圖展示了使用3D打印技術(shù)制造大型水凝膠移植物的過程或結(jié)果。水凝膠是一種能夠吸收并保留大量水分的聚合物材料，常用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如組織工程和藥物傳遞。3D打印技術(shù)使得制造具有復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的水凝膠移植物成為可能。
2、圖13（B）：
內(nèi)容：用于創(chuàng)傷性腦損傷修復(fù)和缺陷顱骨再生的仿生雙層顱腦貼片的示意圖。
版權(quán)信息：經(jīng)許可重制，版權(quán)歸2024年的Wiley-VCH GmbH所有。
解析：這幅圖展示了一種仿生雙層結(jié)構(gòu)的顱腦貼片，設(shè)計用于修復(fù)創(chuàng)傷性腦損傷和促進缺陷顱骨的再生。仿生設(shè)計意味著該貼片模仿了自然生物組織的結(jié)構(gòu)和功能，以提高其生物相容性和治療效果。雙層結(jié)構(gòu)可能分別用于不同的功能，如一層促進細胞生長和組織修復(fù)，另一層提供機械支撐和保護。
3、整體解析：
這兩幅圖都涉及3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是水凝膠材料和仿生設(shè)計在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中的潛力。3D打印技術(shù)為制造具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能的生物醫(yī)學(xué)植入物提供了新的方法，有助于推動個性化醫(yī)療和精準治療的發(fā)展。
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圖14 模擬骨骼的不同晶格結(jié)構(gòu)的幾何建模以及3D打印骨植入物的結(jié)果（A）；根據(jù)知識共享CC BY許可協(xié)議轉(zhuǎn)載。196 版權(quán)所有 2023，Bankole Oladapo等人。在不同晶胞支柱模型上施加不同載荷時的四種晶格孔隙比較（B）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。201 版權(quán)所有 2021，愛思唯爾。
解析
圖14內(nèi)容描述：
圖14展示了兩個部分的內(nèi)容：
1、部分A：模擬骨骼的不同晶格結(jié)構(gòu)的幾何建模以及3D打印骨植入物的結(jié)果。
這部分內(nèi)容可能包含了使用3D打印技術(shù)制造的、模擬自然骨骼結(jié)構(gòu)的骨植入物的幾何模型和實際打印結(jié)果。
通過幾何建模，研究人員可以設(shè)計出具有特定孔隙結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的骨植入物，以更好地匹配自然骨骼的生物學(xué)和力學(xué)特性。
3D打印技術(shù)則使得這些復(fù)雜的設(shè)計能夠得以實現(xiàn)，制造出具有高精度和定制化的骨植入物。
2、部分B：在不同晶胞支柱模型上施加不同載荷時的四種晶格孔隙比較。
這部分內(nèi)容可能展示了四種不同類型的晶格孔隙結(jié)構(gòu)，在受到不同載荷時的力學(xué)響應(yīng)和性能比較。
晶胞支柱模型是構(gòu)建晶格結(jié)構(gòu)的基本單元，通過改變晶胞的形狀、大小和排列方式，可以設(shè)計出具有不同力學(xué)性能和孔隙率的晶格結(jié)構(gòu)。
研究人員可能通過實驗或模擬的方法，比較了這四種晶格孔隙結(jié)構(gòu)在受到壓縮、拉伸或剪切等不同載荷時的應(yīng)力分布、變形行為和能量吸收能力等性能指標。
3、版權(quán)和轉(zhuǎn)載信息：
部分A的內(nèi)容是根據(jù)知識共享CC BY許可協(xié)議轉(zhuǎn)載的，這意味著其他人可以在遵守許可協(xié)議條款的情況下，自由地分享、修改和使用這部分內(nèi)容。
部分B的內(nèi)容是經(jīng)許可轉(zhuǎn)載的，版權(quán)歸愛思唯爾所有。這表明在轉(zhuǎn)載或使用這部分內(nèi)容時，需要獲得版權(quán)所有者的明確許可。
4、整體意義：
圖14展示了3D打印技術(shù)在骨植入物制造領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，特別是通過幾何建模和晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計來優(yōu)化骨植入物的力學(xué)性能和生物學(xué)特性。這種定制化的設(shè)計方法有助于提高骨植入物的成功率和患者的康復(fù)效果，是3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的一個重要應(yīng)用方向。
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圖15 通過3D打印制備的不同結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。剛性ACMO與柔性MUA之間的動態(tài)相互作用示意圖及它們的3D打印過程（A）；通過3D打印制備的不同結(jié)構(gòu)（手性、重入式和蜂窩狀）復(fù)合材料（B）；主要依賴復(fù)合材料中氫鍵和離子鍵的自修復(fù)機制示意圖（C）；ACMO/MUA比例為8:2的切割并愈合后的晶格片照片，隨后進行100克重量支撐演示（D）。根據(jù)知識共享CC BY許可條款復(fù)制。212 版權(quán)所有 2023，愛思唯爾。
解析
這段文字描述了圖15中展示的關(guān)于3D打印制備的不同結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的幾個關(guān)鍵方面：
1、動態(tài)相互作用及3D打印過程（A部分）：
圖中展示了剛性ACMO（4-丙烯酰基嗎啉）與柔性MUA（單功能脲）之間的動態(tài)相互作用，以及這兩種材料通過3D打印技術(shù)（具體為DLP，數(shù)字光處理）進行加工的過程。
這種動態(tài)相互作用對于理解復(fù)合材料的性能及其在3D打印過程中的行為至關(guān)重要。
2、不同結(jié)構(gòu)復(fù)合材料（B部分）：
通過3D打印技術(shù)，研究人員能夠制備出具有不同拓撲結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，包括手性結(jié)構(gòu)、重入式結(jié)構(gòu)和蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計旨在優(yōu)化復(fù)合材料的機械性能、熱性能或其他特定功能。
3、自修復(fù)機制（C部分）：
圖中還展示了復(fù)合材料自修復(fù)機制的示意圖，這種機制主要依賴于復(fù)合材料內(nèi)部的氫鍵和離子鍵。
當材料受到損傷時，這些化學(xué)鍵能夠重新形成，從而實現(xiàn)材料的自修復(fù)，延長其使用壽命。
4、自修復(fù)效果演示（D部分）：
提供了ACMO/MUA比例為8:2的復(fù)合材料在切割后能夠自修復(fù)的照片證據(jù)。
修復(fù)后的材料能夠支撐100克的重量，表明其自修復(fù)效果顯著，恢復(fù)了足夠的結(jié)構(gòu)強度。
5、整體意義：
這段文字和對應(yīng)的圖15共同展示了3D打印技術(shù)在制備具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚合物復(fù)合材料方面的先進性和多樣性。通過精確控制材料的組成和結(jié)構(gòu)，研究人員能夠設(shè)計出具有優(yōu)異性能（如自修復(fù)能力）的復(fù)合材料，這對于推動材料科學(xué)的發(fā)展具有重要意義。同時，這也為3D打印技術(shù)在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路和可能性。
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圖16 FDM 3D打印CB/PLA復(fù)合材料及其響應(yīng)行為（A）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。221 版權(quán)所有 2023，愛思唯爾。FDM 3D打印的GPLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、響應(yīng)行為及應(yīng)用（B）；經(jīng)許可轉(zhuǎn)載。222 版權(quán)所有 2021，愛思唯爾。
解析
這段文字主要描述了兩張圖表的來源和內(nèi)容概述，這兩張圖表均來自于關(guān)于3D打印聚合物復(fù)合材料的研究文獻。以下是對圖表內(nèi)容的詳細解析：
一、圖16A: FDM 3D打印CB/PLA復(fù)合材料及其響應(yīng)行為
1、內(nèi)容概述：這張圖表展示了使用熔融沉積成型（FDM）3D打印技術(shù)制造的碳黑（CB）/聚乳酸（PLA）復(fù)合材料的打印過程及其響應(yīng)行為。CB/PLA復(fù)合材料是一種結(jié)合了碳黑的導(dǎo)電性和PLA的可降解性的功能性材料。
2、關(guān)鍵點：
*FDM 3D打印技術(shù)：一種常見的3D打印方法，通過加熱并擠出熱塑性材料來逐層構(gòu)建物體。
*CB/PLA復(fù)合材料：碳黑作為導(dǎo)電填料，PLA作為基體材料，賦予復(fù)合材料特定的電學(xué)性能和機械性能。
*響應(yīng)行為：可能指的是復(fù)合材料在特定刺激（如溫度、電場等）下的形變、電導(dǎo)率變化等響應(yīng)。
二、圖16B: FDM 3D打印的GPLA復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、響應(yīng)行為及應(yīng)用
1、內(nèi)容概述：這張圖表展示了使用FDM 3D打印技術(shù)制造的石墨烯/聚乳酸（GPLA）復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征、響應(yīng)行為以及潛在應(yīng)用。GPLA復(fù)合材料結(jié)合了石墨烯的高導(dǎo)電性和高強度與PLA的可降解性。
2、關(guān)鍵點：
*GPLA復(fù)合材料：石墨烯作為增強填料，顯著提高了PLA的導(dǎo)電性和機械強度。
*結(jié)構(gòu)特征：可能包括復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)或特定的排列方式，這些結(jié)構(gòu)特征對材料的性能有重要影響。
*響應(yīng)行為：GPLA復(fù)合材料在受到外界刺激時（如溫度變化、機械應(yīng)力等），可能表現(xiàn)出獨特的響應(yīng)，如形狀記憶效應(yīng)、電導(dǎo)率變化等。
*應(yīng)用：由于GPLA復(fù)合材料的優(yōu)異性能，它們在智能傳感器、柔性電子器件、生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。
三、總結(jié)
這兩張圖表共同展示了3D打印技術(shù)在制造功能性聚合物復(fù)合材料方面的應(yīng)用，特別是FDM技術(shù)在制造具有特定響應(yīng)行為的復(fù)合材料方面的優(yōu)勢。通過調(diào)整復(fù)合材料的成分和結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)對材料性能的精確控制，從而滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
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圖17 基于折紙藝術(shù)的“3D-2D-3D”設(shè)計策略，用于4D打印空心結(jié)構(gòu)。根據(jù)知識共享BY-NC許可條款復(fù)制。版權(quán)所有 © 2022，愛思唯爾。
解析
1、Origami-based “3D–2D–3D” design strategy：
*Origami-based：基于折紙藝術(shù)的。折紙是一種通過折疊紙張來創(chuàng)造各種形狀和結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)藝術(shù)，這里將其原理應(yīng)用于設(shè)計策略中。
*“3D–2D–3D” design strategy：“3D-2D-3D”設(shè)計策略。這是一種創(chuàng)新的設(shè)計方法，首先從一個三維（3D）結(jié)構(gòu)開始，通過特定的折疊或變形技術(shù)將其轉(zhuǎn)換為二維（2D）形態(tài)，然后再通過某種方式（如加熱、加壓或添加材料）將其重新轉(zhuǎn)換為三維結(jié)構(gòu)。這種策略在4D打印中特別有用，因為它允許在打印過程中或打印后通過外部刺激（如溫度、光照或濕度）實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的形狀變化。
2、for 4D printing hollow structures：
*4D printing：4D打印。4D打印是3D打印的擴展，它在3D打印的基礎(chǔ)上增加了時間維度，即打印出的物體能夠隨時間變化而改變形狀或功能。這種技術(shù)通常利用智能材料（如形狀記憶聚合物）來實現(xiàn)。
*hollow structures：空心結(jié)構(gòu)。這里指的是通過4D打印技術(shù)制造出的具有內(nèi)部空腔的三維結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)在航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，因為它們可以減輕重量、提高性能或?qū)崿F(xiàn)特定的功能。
3、Reproduced under the terms of the Creative Commons BY-NC license：
Creative Commons BY-NC license：知識共享BY-NC許可。這是一種版權(quán)許可協(xié)議，允許他人基于原始作品進行再創(chuàng)作和分享，但必須遵守署名（BY）和非商業(yè)用途（NC）的條件。這意味著在使用或修改該圖片時，需要注明原始作者和來源，并且不能用于商業(yè)目的。
4、Copyright © 2022, Elsevier：
*Copyright：版權(quán)。這表明該圖片或內(nèi)容的版權(quán)歸愛思唯爾（Elsevier）所有，未經(jīng)許可不得擅自使用或復(fù)制。
*© 2022：版權(quán)年份為2022年，表明該內(nèi)容是在這一年創(chuàng)作或發(fā)布的。
*Elsevier：愛思唯爾是一家全球領(lǐng)先的信息分析公司，專注于科學(xué)、技術(shù)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的信息服務(wù)，出版了大量高質(zhì)量的學(xué)術(shù)期刊和書籍。
聚合物復(fù)合材料的3D打印是一個充滿活力且前景廣闊的研究領(lǐng)域，得益于技術(shù)的不斷進步和優(yōu)化。這些發(fā)展顯著拓寬了聚合物復(fù)合材料在各個行業(yè)的應(yīng)用范圍。展望未來，聚合物復(fù)合材料3D打印領(lǐng)域預(yù)計將出現(xiàn)幾個關(guān)鍵趨勢，這些趨勢將對材料的設(shè)計、制備和實際應(yīng)用產(chǎn)生深遠影響，為各行業(yè)樹立新的性能、可持續(xù)性和效率標準。
隨著3D打印技術(shù)的進步，預(yù)計將出現(xiàn)具有越來越復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)和改進宏觀性能的聚合物復(fù)合材料。微尺度3D打印和納米增強材料的集成等創(chuàng)新技術(shù)，正在推動開發(fā)具有定制物理、機械和熱性能的復(fù)合材料。這些進步 有望滿足航空航天和高性能工程等苛刻領(lǐng)域的需求。
面對環(huán)境挑戰(zhàn)和對可持續(xù)發(fā)展的日益關(guān)注，3D打印中對環(huán)保材料的重視正在加劇。這一趨勢體現(xiàn)在生物基聚合物和可生物降解材料的使用增加，以及能夠回收利用聚合物復(fù)合材料廢料的創(chuàng)新回收工藝的開發(fā)。這些進步對于促進環(huán)境保護和確立未來制造實踐的新標準至關(guān)重要。
將機器學(xué)習(xí)和人工智能集成到3D打印技術(shù)中，是特別有前景的發(fā)展前沿。這種協(xié)同作用使得設(shè)計和制造過程更加精確和高效，涵蓋了從材料選擇到最終產(chǎn)品測試的各個方面。此外，將先進的計算模型與實驗方法相結(jié)合，顯著提高了我們實時預(yù)測和控制材料行為的能力。例如，使用大數(shù)據(jù)和智能算法優(yōu)化打印參數(shù)，通過預(yù)測材料在各種條件下的行為，顯著提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。https://doi.org/10.1002/inf2.12568
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
