3D直书写打印在储能器件中的应用

3D直书写打印是一种较为理想的电极制造技术,可方便地制造结构复杂、孔隙均匀的储能器件,其在电解质传输、离子渗透等方面具有传统块状材料难以比拟的优势。首先介绍了电化学储能器件的框架结构,然后根据墨水直写技术对于储能器件性能提升的影响重点综述了基于氧化石墨烯、碳纳米管等碳材料、MXene层状材料以及聚合物凝胶墨水种类对于锂电池、镍铁电池、锌-空气电池等电极的制造与改性,并对近期不同材料改性的3D打印的储能器件性能进行了总结,最后对于该技术在应用中的发展前景及挑战提出了展望。

阳离子光固化高性能墨水直写浆料的研制

阳离子光固化材料通常具有低收缩、化学稳定性好、高力学性能等优点。为发展阳离子光固化型墨水直写打印技术(DIW),以双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)为主体树脂,通过对触变剂、光引发剂和活性稀释剂的研究制备了一系列阳离子DIW打印浆料,并研究了该体系浆料的可打印性以及力学性能。结果表明,气相二氧化硅的添加可以有效调节浆料流变性能,使其满足DIW打印要求。当异丙基硫杂蒽酮(ITX)与二甲苯基碘鎓六氟磷酸盐(IOD)(摩尔比1:1)组成的光引发体系添加量为3%时,浆料固化速度最快。拉伸性能表征发现,打印样条的断裂伸长率随着OXT-BZ稀释剂的增加而增加,且拉伸强度保持在40 MPa以上,表现出优异的力学性能。通过对打印沟环器件的负载测试发现,该浆料对玻璃、铝合金等基材具有优异的附着性,可实现8 kg砝码的负载,展现了优异的力学性能。

多自由度机械臂直写3D打印过程的可变角度参数影响研究

为解决传统三轴打印在曲面领域制备能力不足的瓶颈,克服阶梯效应等缺陷,本文设计研发了一种基于多自由度机械臂的直写式3D打印平台,并采用硅橡胶材料开展打印实验,系统研究了喷头打印角度对线条几何形状和多层线条成型效果的影响,最终制备出高保形性的结构样品。研究表明:改变喷头引导角进行打印时,随着喷头引导角度的增大,硅泡沫线条宽度的一致性更高,且引导角大于0°时所打印的线条横截面形状规则,多层结构的成型效果良好,并可改善大跨距下的线条塌陷问题。本文实验结果揭示了打印高保形性硅泡沫的多角度工艺规律,与传统的竖直方向或法线方向相比,喷头引导角大于0°时打印的硅泡沫结构保形性更高,可为曲面传感器、共形天线等对保形性要求较高的应用场合提供借鉴指导。