3D打印技術(shù)在航空航天、汽車P２、醫(yī)學(xué)和能源列等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用己引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大關(guān)注。3D打印可以快速、準(zhǔn)確地制造具有復(fù)雜3D特征和從亞微米到米的各種尺寸的結(jié)構(gòu)。這項技術(shù)有很多優(yōu)勢，例如易用性、可靠性、成本效益以及兼容材料（例如金屬，聚合物和陶瓷）的多樣性。這些特性使3D打印制造的結(jié)構(gòu)可以廣泛用于從微電子和微系統(tǒng)（例如傳感器和芯片實驗室）到航空航天結(jié)構(gòu)（例如飛機發(fā)動機支架和燃料噴嘴）。與二維（2D）結(jié)構(gòu)相比，3D打印技術(shù)可以構(gòu)建具有較小平面的3D微系統(tǒng)。

３D打印和納米技術(shù)的結(jié)合為３D工程材料的制造幵辟了新途徑，這些材料具有優(yōu)化的性能和多功能性。3D打印中加入納米材料（例如，碳納米管）不僅會改善所制造設(shè)備的功能（例如，電導(dǎo)率、機電／化學(xué)敏感性和機械強度），還可以提高3D打印工藝原料的可打印性。要發(fā)展納米技術(shù)和3D打印的結(jié)合領(lǐng)域，必須提高對各種類型的納米材料和納米復(fù)合材料及其加工方式的了解，并找到合適的打印技術(shù)來構(gòu)建3D系統(tǒng)和工程結(jié)構(gòu)。

盡管納米技術(shù)和3D打印的結(jié)合提８供了許多優(yōu)勢，但為了充分利用多功能納米復(fù)合材料的全部潛力，必須解決一些挑戰(zhàn)，例如納米復(fù)合材料的加工、成本和可靠性?；跀D出的3D打印技術(shù)可能遇到諸如納米材料的聚集或納米顆粒添加到打印材料之后導(dǎo)致粘度增加的問題，這可能導(dǎo)致噴嘴堵塞。因此，必須使用適當(dāng)?shù)幕旌喜呗?，以便?D打印之前將納米填料充分分散到主體材料中。

迄今為止，3D打印技術(shù)主要包括立體光刻技術(shù)、噴墨打印、粉末床3D打印和墨水直寫成型3D打印等。立體光刻技術(shù)（Stereolithography）是一種基于使用紫外線（UV）光源對光敏聚合物樹脂進行選擇性固化的3D打印技術(shù)。與其他3D打印過程一樣，物體通過計算機模型中二維橫截面進行層層制造，通過在樹脂表面掃描激光或投射整個切片，可以在光敏樹脂中固化這些切片。立體光刻中使用的光敏聚合物通常是環(huán)氧化物和丙烯酸酯的混合物，再加上適當(dāng)?shù)墓庖l(fā)劑。立體光刻技術(shù)相對于其他3D打印技術(shù)的兩個主要優(yōu)點是零件精度高（層厚度約25pm）和表面光潔度好。鑒于基礎(chǔ)樹脂的成分相對固定，當(dāng)需要化學(xué)功能化部件時，這種3D打印方法不是首選的選擇。另一方面，樹脂光化學(xué)的最新進展（添加UV阻滯劑或熱引發(fā)劑，混合的光引發(fā)劑等）提高了立體光刻技術(shù)的分辨率，從而可以在不使用支撐材料的情況下打印帶有內(nèi)部流動通道的結(jié)構(gòu)。立體光刻技術(shù)還可以使用帶有懸浮顆粒的樹脂來制造陶瓷和玻璃niG部件，打印完成之后，將交聯(lián)的聚合物粘合劑燒掉并在高溫下燒結(jié)陶瓷就可以形成高質(zhì)量的零件。

噴墨打印的工作原理是將液體墨水的細小液滴放置到基底上的明確位置，在這種類型的打印中，發(fā)送到打印頭的數(shù)字數(shù)據(jù)生成壓力脈沖，每個壓力脈沖都會使液滴從打印頭中噴出。壓力脈沖的致動通常通過熱或壓電來實現(xiàn)：在熱敏打印頭中，由發(fā)熱電阻器引起的墨水溶劑的快速局部蒸發(fā)會在打印頭內(nèi)部產(chǎn)生氣泡；在壓電系統(tǒng)中，壓力脈沖是由于施加電壓脈沖而引起的壓電致動器的機械變形產(chǎn)生的。商業(yè)噴墨打印機通常以20至100pm的最佳分辨率高速沉積直徑25至125pm的液滴。典型的墨水是粘度小于40cP且表面張力大于20dynes＿cm１的牛頓流體，通常將聚合物和表面活性劑添加到墨水中來調(diào)節(jié)這些參數(shù)以達到可打印的目的。通過將墨滴圖案沉積在一起，可以將噴墨打印直接用于構(gòu)建三維對象，并能夠通過并行使用多個噴墨頭來組合不同功能的墨水構(gòu)建復(fù)合三維對象。當(dāng)墨水相互兼容時，可以通過在構(gòu)建過程中混合不同的墨水來打印具有漸變特性（顏色，彈性等）的材料。這種方法可用于構(gòu)建的典型材料是光敏聚合物，其在沉積后可通過連接到打印頭支架的紫外線燈立即固化。另外，通過使用含有陶瓷前驅(qū)體或納米顆粒的墨水，可以直接噴墨打印三維陶瓷和金屬零件。

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