Page 44 - 《橡塑技术与装备》2019年24期（12月下半月塑料）
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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)
度大等特点，其加工温度一般在 300℃以上。但普通 符合国家中长期科学与技术发展规划纲要。“ 制造极
的 3D 打印设备成型温度都是在 300℃以下，不能满 端尺度（特大或特小尺度）或极高功能的器件和功能
足在高温条件下进行连续挤出的要求。同时，高熔点 系统 ” 等极端制造技术是需要发展的先进制造技术，
所带来的冷却收缩，结晶所造成的结晶收缩会使材料 而中国制造 2025 也对 “ 自主知识产权高端装备 ” 提出
在制造过程中易发生翘曲变形，故特种工程塑料制件 了更高的要求。微纳制造作为需要发展的智能绿色服
较少用 3D 打印成型，更多的是通过注塑或者机械加 务制造技术，将增强国内塑料机械和制品加工企业在
工的方式来获得。但是注塑成型所需的设备昂贵，机 国际市场上的竞争力，带动相关产业的发展，实现新
械加工切削废料多，从而造成了不必要的浪费 [23] 。目 的经济增长点。
前，特种工程塑料快速成型的方法主要是熔融沉积成
型 (FDM) 和激光烧结制造，其中熔融沉积成型采用热 参考文献 ：
[1] Hallmark B, Mackley M.R, Gadala‐Maria F. Hollow
熔喷头 , 使处于半流动状态的丝材按设置好的路径层
Microcapillary Arrays in Thin Plastic Films[J]. Advanced
层堆叠成型，是国内外研究的主要方式。 Engineering Materials, 2005, 7(6):545~547.
针对特种工程塑料应用于 3D 打印存在的问题， [2] Hallmark B, Gadala-Maria F, Mackley M R. The melt
本课题组联合有关公司开发了一种特种工程塑料 3D processing of polymer microcapillary film (MCF)[J]. Journal
of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2005, 128(2–3):83~98.
打印设备，从高温性和保温性两个方面对设备整体结
[3] 曹佳培 . 塑料薄膜内微通道成型的压力调控及数值模拟 [D].
构、打印头、温控系统、移动机构等进行了设计。与 浙江大学 , 2013.
普通 3D 打印机相比，增加了多通道温度调节，系统 [4] Zhongbin Xu, Baicun Wang, Sanming Zhang, et al.
Design and acoustical performance investigation of sound
采用 PLC 进行温度控制，通过温度传感器检测到的环
absorption structure based on plastic micro-capillary films.
境温度信号经过滤波放大电路进行处理，随后通过 A/ Applied Acoustics. 2015, 89:152~158.
D 转换器转变为数字信号传送到控制器内。控制器通 [5] Zhong-bin Xu, Liang-yao Su, Peng-fei Wang, et al. Effect of
oscillatory shear on the mechanical properties and crystalline
过 PID 算法来控制固态继电器的通断时间，进而调节
morphology of linear low density polyethylene. Chinese Journal
加热器和热辐射的温度，从而实现特种工程塑料 3D of Polymer Science. 2015, 33 (8):1 114~1 124.
打印过程中对环境温度的精准控制，保证成型过程中 [6] Zhongbin Xu, Baicun Wang, Zheyun Xu. Processing Methods
and Applications. Encyclopedia of Biomedical Polymers and
的温度调节。图 4 为特种工程塑料 3D 打印设备。
Polymeric Biomaterials. CRC Press, Taylor and Francis, 1st
edition, April, 2015.
[7] Zhongbin Xu, Zheyun Xu, Jiapei Cao, etal. Development and
Characterization of a Novel Polymer Microchannel Tube.
Polymer-Plastics Technology & Engineering, 2014, (53)14:1
442~1 449.
[8] Jiapei Cao, Zhongbin Xu, Baicun Wang, et al. Influence of
injection air pressure on the microcapillary formation within
extruded plastic films. Journal of Materials Science. 2012,
47(23), 8 188~8 196.
[9] Zhongbin Xu, Yue Yang, Damien Vadillo, et al. A mathematical
图 4 特种工程塑料 3D 打印设备 model on mixing enhancement in microfluidic channel with
a constriction under periodic electro-osmotic flow, Applied
4 总结与展望 Physics Letters, 100, 041907, 2012
[10] Xu Zhongbin, Wang Baicun, Cao Jiapei, et al. Manufacturing
本文围绕高端微结构塑料制品的成型加工技术与
process design of multi-scale synthetic leaves based on
设备开发，论述了微通道塑料制品的成型加工、微注 microcapillary plastic film. Advanced Materials Research.
塑成型技术与设备、特种工程塑料 3D 打印设备的开 569, 268~272, 2012.
[11] 张攀攀，王建，谢鹏程，等 . 微注射成型与微分注射成型技术
发进展。带有微型化结构的塑料制品越来越多地应用
[J]. 中国塑料 , 2010(06):13~18.
在生物医学、能源环保、电子信息、尖端技术、航空 [12] W hi t e si de ,B.R., e t a l . Mi c rom oul di ng: proc e ss
航天和国防军工尖端技术等领域，研制和开发微结构 characteristics and product properties[J]. Plastics, rubber
and composites, 2003,32(6):231~239.
塑料制品的成型加工技术与设备十分必要。这一工作
[13] Ruprecht, R., et al. Injection molding of microstructured
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