CN115071126B - 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构 - Google Patents

一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构 Download PDF

Info

Publication number
CN115071126B
CN115071126B CN202210631018.6A CN202210631018A CN115071126B CN 115071126 B CN115071126 B CN 115071126B CN 202210631018 A CN202210631018 A CN 202210631018A CN 115071126 B CN115071126 B CN 115071126B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
printing
slow
multilayer structure
fast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210631018.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115071126A (zh
Inventor
张航
黄舒
周建忠
盛杰
魏洁安
杨宏伟
王程
单铭远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN202210631018.6A priority Critical patent/CN115071126B/zh
Publication of CN115071126A publication Critical patent/CN115071126A/zh
Priority to PCT/CN2022/139478 priority patent/WO2023236490A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115071126B publication Critical patent/CN115071126B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Abstract

本发明提供了一种形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多层结构，根据所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法打印的多层结构包括若干变形单元，若干变形单元依次串联，每一所述变形单元包括慢速层、快速层和过渡层；两个所述慢速层之间设有快速层，至少一层慢速层与快速层之间设有过渡层。本发明用碳纳米吸光材料掺杂低交联层，解决高交联层打印至低交联层上容易使低交联层过度固化的问题。

Description

一种形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多 层结构
技术领域
本发明涉及光固化4D打印技术领域，尤其涉及一种形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多层结构。
背景技术
光固化打印是通过激光源或投影仪发射紫外光照射到光敏材料的液面，引发光聚合反应并逐层固化打印出实体的3D打印技术，是3D打印中发展最为成熟的技术之一，由于具有打印精度高、打印速度快、材料选择范围广等优点，所以其在4D打印的研究中也被频繁地应用。形状记忆聚合物(SMP)是当前光固化4D打印技术中的主要研究材料，光敏树脂受光辐照后高分子链不断扩链交联，宏观上表现为SMP固化为实体，因此光固化4D打印SMP不同于熔融沉积打印(FDM)等其他SMP打印方式，其成形过程伴随着化学反应的发生。形状回复速度是光固化打印SMP的一个重要性能，当SMP在热水/油中进行热响应驱动时，形状回复速度较快(几秒至十几秒)，而当SMP中掺杂或嵌入电、磁粒子或电热层以进行电、磁响应驱动时，由于生热和热传导的速度减缓，其形状回复速度又较慢(相比热响应减慢了5倍以上)，故难以适用于一些对形状回复速度广泛可调的领域，如延时开关、释药结构等。因此在不改变打印件尺寸的前提下对光固化打印SMP的形状回复速度进行调控，具有重要的实用意义。
如现有技术都提出了布置弹性体与SMP结合形成双层或交叉形成多层结构以获得较优的形状记忆性能，通过层厚的调整还对形状回复速度进行调整。但其采用的弹性体，常温下处于高弹态，当弹性体的含量较高时，由于弹性体存在回弹的趋势，材料的形状固定率较低，虽然提升了形状回复速度和形状回复率，但却牺牲了形状固定率，而且SMP与弹性体的异种材料多层交叉结构也不利于数字光处理(DLP)等面曝光的光固化快速打印成形，大大增加了打印的时间。现有技术公开了一种电响应复合材料形状记忆行为的调控方法，通过嵌入多层电热层，通过对通电电热层数目以及通电电压大小的调整，控制电响应形状记忆折叠展开结构内热影响区的分布及范围，结构回复力与阻碍回复的力之间的竞争关系，从而实现对结构形状回复速度以及形状回复程度的调控。虽然提出了SMP电响应形状回复速度的调控方法，但对于热响应形状回复速度的提升并无帮助作用，而且多层电热层的嵌入也在一定程度上增加了打印件的厚度。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多层结构，解决光固化4D打印形状记忆聚合物热、电响应形状回复速度的调控问题，设计了交联程度可变的多层形状记忆结构，在提升形状回复速度和形状回复率的同时，使得结构在常温下还能保持较高的形状固定率；设置过渡层，解决低交联层打印至高交联层上粘接力不强的问题，采用碳纳米吸光材料掺杂低交联层，解决高交联层打印至低交联层上容易使低交联层过度固化的问题；通过多层结构与之间的串联，实现串联系统的顺序形状记忆回复和多种变形行为。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法，包括如下步骤：
打印慢速层，所述慢速层在打印时采用的紫外光照射能量为I慢，所述慢速层在打印时的分子链交联程度为D慢；
在慢速层上打印过渡层，所述过渡层在打印时采用的紫外光照射能量沿打印的厚度方向梯度递减；
在过渡层上打印快速层，所述快速层在打印时采用的紫外光照射能量为I快；所述快速层在打印时的分子链交联程度为D快；I慢>I快，且D慢>D快；所述快速层内包括碳纳米吸光材料，用于吸收紫外光以降低入射光的曝光能量，进而降低快速层的分子链交联程度，并减少下一层的慢速层打印时对快速层的过度曝光，避免快速层与下一层慢速层接触一侧的界面受到过度曝光导致分子交联程度升高；
在快速层上打印慢速层。
进一步，打印所述慢速层的紫外光照射能量I慢为打印所述快速层的紫外光照射能量I快的4倍，这样打印后慢速层材料发生形状记忆现象的转变温度最高，形状回复速度最慢，在多层结构形状固定时起到稳定形状固定率的作用，并保证多层结构的表面具有较高的硬度。
进一步，打印所述慢速层的分子链交联程度D慢为打印所述快速层的分子链交联程度D快的1.8倍。
进一步，打印所述过渡层的紫外光照射能量I过沿打印的厚度方向梯度变化范围为I快≤I过≤3I快；
进一步，所述快速层中的碳纳米材料为碳纳米管、石墨烯中的一种或混合物，所述碳纳米材料占快速层的重量分数含量为0.6％。
一种光固化4D打印多层结构，根据所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法打印的多层结构包括若干变形单元，若干变形单元依次串联，每一所述变形单元包括慢速层、快速层和过渡层；两个所述慢速层之间设有快速层，至少一层慢速层与快速层之间设有过渡层。
进一步，每一所述变形单元的总厚度相同，且慢速层、快速层和过渡层的厚度相同，通过增加快速层的层厚占比或减少慢速层的层厚占比，用于加快形状回复速度。
进一步，每一所述变形单元的总厚度相同，根据变形单元串联顺序依次增加每一所述变形单元中的快速层的层厚占比或依次减小每一所述变形单元中的慢速层的层厚占比，用于实现顺序形状记忆回复。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多层结构，在慢速层和快速层之间设置了过渡层，解决了具有低分子交联程度的快速层无法在具有高分子交联程度的慢速层上打印的问题，提升了快速层和慢速层之间的层间粘接力。
2.本发明所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多层结构，所述快速层内设有碳纳米吸光材料，不仅起到了吸收紫外光的能量，降低快速层分子交联程度的作用，而且吸收了下一层的慢速层固化时紫外光能量过大导致的过度曝光，避免了快速层界面由于受到过度曝光而导致交联程度升高的问题。
3.本发明所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多层结构，通过调整快速层的层厚占比，即可得到具有不同形状回复速度的多层结构，采用具有高分子交联程度的慢速层包裹快速层，提高了多层结构的表面硬度，稳定了结构的形状固定率。
4.本发明所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法及其多层结构，通过串联多层结构，各部分形成速度差，还可以实现顺序回复现象和多种形状回复行为。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，显而易见地还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的光固化4D打印多层示意图及打印顺序图。
图2是某一温度下加热一定时间后，具有不同快速层占比的多层结构的形状回复速度对比图。
图3是具有不同快速层占比的多层结构串联系统以及实现顺序回复现象的示意图。
图4是通过改变多层结构的串联方式实现变形行为1的示意图。
图5是通过改变多层结构的串联方式实现变形行为2的示意图。
图中：
1-第一慢速层；2-过渡层；3-快速层；4-第二慢速层。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法，包括如下步骤：
S01:打印第一慢速层1，第一慢速层1在打印时采用的紫外光照射能量I慢是快速层3紫外光照射能量I快的4倍，所述慢速层在打印时的分子链交联程度D慢是快速层3在打印时的分子链交联程度D快的1.8倍，这样第一慢速层1打印后材料发生形状记忆现象的转变温度是快速层的2倍，在多层结构形状固定时起到稳定形状固定率的作用，并保证多层结构的表面具有较高的硬度。
S02:在第一慢速层1上打印过渡层2，所述过渡层2在打印时采用的紫外光照射能量沿打印的厚度方向梯度递减；一般在打印过渡层2时紫外光能量在远离慢速层的方向上分别为快速层的3倍、2倍和1倍依次递减。
S03:在过渡层2上打印快速层3，快速层3中掺杂了碳纳米吸光材料，用于吸收紫外光以降低入射光的曝光能量，进而降低快速层的分子链交联程度，并减少第二慢速层4打印时对快速层3的过度曝光，避免快速层3与第二慢速层4接触一侧的界面受到过度曝光导致分子交联程度升高。
S04:在快速层3上打印第二慢速层4，其采用的紫外光照射能量、层厚和性能与第一慢速层1均相同，在多层结构形状固定时起到稳定形状固定率的作用，并保证多层结构的表面具有较高的硬度。
第一慢速层1、快速层3、过渡层2和第二慢速层4各层材质相同均为环氧类形状记忆聚合物、聚氨酯类形状记忆聚合物中的一种，其分子链交联程度通过打印时调整紫外光照射能量进行控制。
本发明快速层3作为芯层被慢速层1、4包裹，具有最低的分子链交联程度和最低的转变温度，用于在进行形状回复时提升结构整体形状回复速度，带动慢速层1、4进行形状回复，并牵引加快慢速层1、4的形状回复速度。快速层3中掺杂的碳纳米材料为碳纳米管、石墨烯中的一种或多种的混合物，重量分数含量为0.6％。
如图1所示，本发明所述的光固化4D打印多层结构，根据所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法打印的多层结构包括若干变形单元，若干变形单元依次串联，每一所述变形单元包括第一慢速层1、过渡层2、快速层3和第一慢速层4；第一慢速层1与第二慢速层4之间设有快速层3，第一慢速层1与快速层3之间设有过渡层2。每个变形单元的慢速层和快速层3的厚度都可以不一样。
如图2所示，每一所述变形单元的总厚度相同，且慢速层、快速层3和过渡层2的厚度相同，通过同步增加每一所述变形单元的快速层3的层厚占比/和减少每一所述变形单元的慢速层的层厚占比，用于加快形状回复速度。图2中每个变形单元的快速层3同步增加，同时慢速层同步减少。
如图3所示，每一所述变形单元的总厚度相同，根据变形单元串联顺序依次增加每一所述变形单元中的快速层3的层厚占比或依次减小每一所述变形单元中的慢速层的层厚占比，用于实现顺序形状记忆回复。
本发明所述多层结构的形状回复速度的调控方法如下：
在变形单元总体厚度不变的前提下，通过调整快速层3的层厚占比制造具有不同形状回复速度的变形单元，多层结构的变形单元形状回复速度与快速层3层厚占比呈正相关，如图2所示。通过将多个具有不同快速层3层厚占比的变形单元串联，还可以实现串联系统的顺序形状记忆回复和多种形状回复行为。
实施例
本实施例中，第一慢速层1、快速层3、过渡层2和第二慢速层4各层材质相同均为均采用聚氨酯丙烯酸酯形状记忆聚合物，聚氨酯丙烯酸酯固化前光敏树脂中的光引发剂含量为3wt.％。快速层3中掺杂的碳纳米吸光材料为多壁碳纳米管，掺杂含量为0.6wt.％，打印方式采用数字光处理面曝光光固化打印，多层结构为外形尺寸为85mm×13mm×2.4mm的板条。如图1所示，打印步骤如下：
S01：打印第一慢速层1。第一慢速层1在打印时采用的紫外光照射能量是180mJ/cm2，分子链交联程度为90％，打印后第一慢速层1发生形状记忆现象的转变温度为70℃，在多层结构形状固定时起到稳定形状固定率的作用，并保证多层结构的表面具有较高的硬度。
S02：打印过渡层2。在打印过渡层2时紫外光能量在远离慢速层的方向上分别为135mJ/cm2、90mJ/cm2和45mJ/cm2。
S03：打印快速层3。采用的紫外光照射能量是45mJ/cm2，打印后材料发生形状记忆现象的转变温度为35℃，掺杂的碳纳米管用于吸收紫外光以降低入射光的曝光能量，进而降低快速层的分子链交联程度，分子链交联程度为50％，并减少第二慢速层4打印时对快速层的过度曝光，避免快速层3与第二慢速层4接触一侧的界面受到过度曝光导致分子交联程度升高。
S04:打印第二慢速层4。其采用的紫外光照射能量、层厚和性能与第一慢速层1均相同，在多层结构形状固定时起到稳定形状固定率的作用，并保证多层结构的表面具有较高的硬度。
在变形单元总体厚度不变的前提下，通过调整快速层3的层厚占比制造具有不同形状回复速度的变形单元，变形单元的形状回复速度与快速层3层厚占比呈正相关。
如图3所示，变形单元A、变形单元B、变形单元C、变形单元D的过渡层2层厚均为0.3mm，变形单元A的快速层3层厚为0.3mm，变形单元B的快速层3层厚为0.8mm，变形单元C的快速层3层厚为1.3mm，变形单元D的快速层3层厚为1.8mm；将变形单元A、变形单元B、变形单元C、变形单元D依次串联、弯曲并在80℃的热水中回复，由于快速层3作为芯层被第一慢速层1和第二慢速层4包裹，在进行形状回复时提升结构整体形状回复速度，带动第一慢速层1和第二慢速层4进行形状回复，并牵引加快第一慢速层1和第二慢速层4的形状回复速度，因此产生了速度差。串联系统各部分的形状回复速度VA、VB、VC、VD分别为5°/s、10°/s、15°/s和25°/s，产生了顺序形状记忆回复现象。
图3中可以得出变形单元A的形状回复速度最低，变形单元D的形状回复速度最快。如图4和图5所示，通过调整具有低形状回复速度的变形单元A和具有高形状回复速度的变形单元D的组合还可以实现多种形状回复行为。
如图4所示，将两个变形单元D串联，并在两侧各串联一个变形单元A，将串联系统放入80℃的热水中进行形状回复，由于两个变形单元D的形状回复速度相对较快，因此可以实现形状回复行为1。如图5所示，将两个变形单元A串联，并在两侧各串联一个变形单元D，将串联系统放入80℃的热水中进行形状回复，则可以实现形状回复行为2。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：
打印慢速层，所述慢速层在打印时采用的紫外光照射能量为I慢，所述慢速层在打印时的分子链交联程度为D慢；
在慢速层上打印过渡层(2)，所述过渡层(2)在打印时采用的紫外光照射能量沿打印的厚度方向梯度递减；
在过渡层(2)上打印快速层(3)，所述快速层(3)在打印时采用的紫外光照射能量为I快；所述快速层(3)在打印时的分子链交联程度为D快；I慢>I快，且D慢>D快；所述快速层(3)内包括碳纳米吸光材料，用于吸收紫外光以降低入射光的曝光能量；
在快速层(3)上打印慢速层。
2.根据权利要求1所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法，其特征在于，打印所述慢速层的紫外光照射能量I慢为打印所述快速层(3)的紫外光照射能量I快的4倍。
3.根据权利要求1所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法，其特征在于，打印所述慢速层的分子链交联程度D慢为打印所述快速层(3)的分子链交联程度D快的1.8倍。
4.根据权利要求1所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法，其特征在于，打印所述过渡层(2)的紫外光照射能量I过沿打印的厚度方向梯度变化范围为I快≤I过≤3I快。
5.根据权利要求1所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法，其特征在于，所述快速层(3)中的碳纳米材料为碳纳米管、石墨烯中的一种或混合物，所述碳纳米材料占快速层(3)的重量分数含量为0.6％。
6.一种光固化4D打印多层结构，其特征在于，根据权利要求1-5任一项所述的形状回复速度可调多层结构的光固化4D打印方法打印的多层结构包括若干变形单元，若干变形单元依次串联，每一所述变形单元包括慢速层、快速层(3)和过渡层(2)；两个所述慢速层之间设有快速层(3)，至少一层慢速层与快速层(3)之间设有过渡层(2)。
7.根据权利要求6所述的光固化4D打印多层结构，其特征在于，每一所述变形单元的总厚度相同，且每一所述变形单元的慢速层、快速层(3)和过渡层(2)的厚度相同，通过同步增加每一所述变形单元的快速层(3)的层厚占比和/或减少每一所述变形单元的慢速层的层厚占比，用于加快形状回复速度。
8.根据权利要求6所述的光固化4D打印多层结构，其特征在于，每一所述变形单元的总厚度相同，根据变形单元串联顺序依次增加每一所述变形单元中的快速层(3)的层厚占比或依次减小每一所述变形单元中的慢速层的层厚占比，用于实现顺序形状记忆回复。
CN202210631018.6A 2022-06-06 2022-06-06 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构 Active CN115071126B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210631018.6A CN115071126B (zh) 2022-06-06 2022-06-06 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构
PCT/CN2022/139478 WO2023236490A1 (zh) 2022-06-06 2022-12-16 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210631018.6A CN115071126B (zh) 2022-06-06 2022-06-06 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115071126A CN115071126A (zh) 2022-09-20
CN115071126B true CN115071126B (zh) 2023-06-13

Family

ID=83250195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210631018.6A Active CN115071126B (zh) 2022-06-06 2022-06-06 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115071126B (zh)
WO (1) WO2023236490A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115071126B (zh) * 2022-06-06 2023-06-13 江苏大学 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105122135A (zh) * 2013-02-12 2015-12-02 卡本桑迪有限公司 连续液体中间相打印
CN110003380A (zh) * 2019-03-19 2019-07-12 华中科技大学 一种用于4d打印的光敏树脂制备、成形及驱动方法
US10906238B1 (en) * 2020-06-26 2021-02-02 The Florida International University Board Of Trustees Shape memory polymer inks and methods of printing the same
CN112409774A (zh) * 2020-10-08 2021-02-26 江苏大学 一种具有自变形能力的弹性体与形状记忆聚合物的复合材料及其制备方法
CN112500684A (zh) * 2020-10-29 2021-03-16 江苏大学 4d打印电响应折叠展开复合材料、制造及其形状记忆行为的调控方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109664499A (zh) * 2019-01-07 2019-04-23 浙江大学 基于温度响应的横-网双层结构的4d打印方法
CN112848268B (zh) * 2020-12-21 2023-04-04 青岛理工大学 一种基于分形曲线可拉伸加热电路打印的4d打印方法
CN113561490A (zh) * 2021-07-01 2021-10-29 浙江大学 一种4d打印折叠空间结构智能建造方法
CN115071126B (zh) * 2022-06-06 2023-06-13 江苏大学 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105122135A (zh) * 2013-02-12 2015-12-02 卡本桑迪有限公司 连续液体中间相打印
CN110003380A (zh) * 2019-03-19 2019-07-12 华中科技大学 一种用于4d打印的光敏树脂制备、成形及驱动方法
US10906238B1 (en) * 2020-06-26 2021-02-02 The Florida International University Board Of Trustees Shape memory polymer inks and methods of printing the same
CN112409774A (zh) * 2020-10-08 2021-02-26 江苏大学 一种具有自变形能力的弹性体与形状记忆聚合物的复合材料及其制备方法
CN112500684A (zh) * 2020-10-29 2021-03-16 江苏大学 4d打印电响应折叠展开复合材料、制造及其形状记忆行为的调控方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
4D打印形状记忆聚合物材料的研究现状与应用前景;魏洪秋;万雪;刘彦菊;冷劲松;;中国科学:技术科学(01);全文 *
炭黑在形状记忆聚合物复合材料中的应用研究进展;宋莹;刘平;刘莎;廖明东;李琳;侯圣平;陈建;;炭素技术(01);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115071126A (zh) 2022-09-20
WO2023236490A1 (zh) 2023-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115071126B (zh) 一种形状回复速度可调多层结构的光固化4d打印方法及其多层结构
Zolfagharian et al. Pattern-driven 4D printing
Cortés et al. DLP 4D‐printing of remotely, modularly, and selectively controllable shape memory polymer nanocomposites embedding carbon nanotubes
US20180162040A1 (en) Imprint lithography
Wei et al. 3D printing of free‐standing stretchable electrodes with tunable structure and stretchability
US20090140468A1 (en) Process for producing mold
JP5086308B2 (ja) 電歪複合材料及びその製造方法
KR101582510B1 (ko) 롤투롤 그라비아 인쇄방식을 이용한 병렬 구조 투명발열체 제조 방법
JP2016502227A (ja) 熱融着転写を用いた柔軟埋込型電極フィルムの製造方法
CN87105395A (zh) 具有纤维缠绕薄层的热熔定影系统
KR101152065B1 (ko) 정렬된 카본 나노튜브와 고분자 복합체를 사용한 열전도성 플라스틱 및 그 제조방법
US20050156353A1 (en) Method to improve the flow rate of imprinting material
KR101291727B1 (ko) 임프린트 레진의 제조방법 및 임프린팅 방법
KR101959449B1 (ko) 신축 가능한 전도성 패턴 형성용 조성물, 이를 이용한 신축 가능한 전도성 패턴의 제조방법 및 신축 가능한 전도성 전극을 포함하는 전자 소자
WO2014181930A1 (ko) 이방성 열 전기전도 액정 조성물 및 이를 이용한 방열 및 전자파 차폐 매트릭스의 제조방법
DE102013200190A1 (de) Effizientes schmelzen und fixieren für Toner, umfassend optothermische Elemente
US20240140023A1 (en) Method for photo-curing four-dimensional (4d) printing of multi-layer structure with adjustable shape recovery speed, and multi-layer structure prepared by photo-curing 4d printing
TW201111161A (en) Hollow cell array structure and method and apparatus for producing hollow cell array structure
TWI416545B (zh) 導電板的製作方法及其製備系統
CN104576261B (zh) 一种基于碳纳米管的冷阴极x射线管的制作工艺
CN108381918B (zh) 一种用于光固化三维打印装置的离型膜
JP2014237262A (ja) 印刷方法および印刷装置
CN113977943A (zh) 一种控制液晶弹性体材料变形的4d打印方法
Ahn et al. High-speed roll-to-roll nanoimprint lithography on flexible substrate and mold-separation analysis
JP2013154637A (ja) 樹脂製ナノ構造体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant