聚合物加工輔助技術的案例
精確測量聚合物加工技術將用于改善SLA3D打印技術
有許多類型的3D打印機，從廣受歡迎的FDM（融合沉積建模）桌面級3D打印機到花費數萬美元超高精度的SLA（立體光刻）機器，而那些的SLA機器只是通過NIST（美國國家標準與技術研究所）技術進行升級，下述技術可精確測量3D打印機中光敏樹脂光固化過程中聚合反應的發生方式。
SLA 3D打印機可以非常快速地將光敏樹脂固化成固體，從人的角度來看，出來的部件幾乎是完美的。但在分子水平上，固化過程中微小的不一致會影響打印出來的成品的物理特性，使其更脆弱、更不致密。體素是體積類似于2D顯示器上的像素的3D單位，來自NIST的這種方法可以觀察并分析單個體素樹脂在經歷固化過程時的細微變化。
該技術被稱為樣品耦合共振光學流變學（SCRPR），它是一種基于光的原子力顯微鏡（AFM），報告指出，它“衡量材料的特性如何以及實時的變化”。該尺度為亞微米空間分辨率和亞毫秒時間分辨率，其幅度小于傳統的體積測量方法。通過觀察各種基材聚合而收集的數據將為優化樹脂的物理和化學性質以及改善固化時間提供相應數據，固化時間已經短至12毫秒（從液體到固體完全轉變）。
修改商業AFM探針以使用紫外激光在探針與樣品接觸的位置固化聚合物（光敏樹脂），跟蹤兩個值：共振頻率和能量耗散。可以將數學模型應用于值變化以確定剛度和其他機械性質。聚合可以通過共振頻率的增加來表示，并且創建單個體素聚合的形貌圖實現之變化的可視化。
這些信息不僅對3D打印行業有價值，因為光學和涂料公司已經聯系NIST進行合作和研究材料特性。一些3D打印公司花費大量資金進行研發，以使他們的機器固化過程更快更精確，SLA技術是目前最快的3D打印類型之一，通過該技術未來的應用3D打印行業可能會讓3D打印進入下一個高速發展的時代。
來源：中國3D打印網
展開 共軛聚合物的多級組裝促發大面積加工聚合物單分子層晶體管
共軛聚合物因其柔性、可溶液加工、低成本等優點，在柔性顯示、電子皮膚和生物傳感等功能器件中有潛在的應用價值。高均勻性的大面積加工是共軛聚合物作為有機半導體材料向實際應用轉化的重要一步，但具有很強的挑戰性。由于共軛聚合物的分子間強相互作用和復雜的鏈纏結，溶液加工過程中往往產生結晶與無定形區域、排列缺陷、厚度變化等非均勻性現象，限制了共軛聚合物的大面積加工。即使在稀溶液中，共軛聚合物分子之間仍具有一定程度的聚集。因此，如何通過調控聚合物從溶液到固相薄膜的聚集行為和組裝過程，從而實現共軛聚合物的大面積加工，并進一步實現“從下而上”器件加工方式，成為了很有挑戰性的科學問題。
北京大學化學與分子工程學院裴堅課題組利用共軛聚合物的多級組裝策略（圖1）實現了聚合物單分子薄膜大面積加工，并獲得了優異的電子傳輸性能，有望應用于加工制備大面積、高性能的有機場效應晶體管。
圖1 共軛聚合物的多級組裝：a，聚合物鏈段；b，一維蠕蟲狀組裝結構；c，組裝體的進一步生長；d，網絡狀組裝結構；e，二維單分子層網絡。
共軛聚合物由于分子之間的π?π相互作用和鏈段纏結（圖1a），在溶液中形成了特征的1D蠕蟲狀組裝結構（圖1b），組裝體在溶液加工過程中進一步的生長（圖1c），形成了網絡狀組裝結構（圖1d），最終通過沉積方法可以在基底上形成2D聚合物單分子層網絡（圖1e）。研究人員首先通過混合溶劑策略調控氟代苯并二呋喃二酮（F4BDOPV）片段與聯二噻吩（2T）片段形成的共軛聚合物（F4BDOPV-2T）在溶液中組裝行為，并通過垂直提拉法表征了沉積薄膜的形貌（圖2）。原子力顯微鏡（AFM）高度圖表明在氯仿溶液中沉積得到的薄膜具有特征的網絡狀形貌，且厚度在很大的實驗加工窗口內均保持聚合物單分子層量級（約4 nm）。
展開 如何避免聚合物在加工過程中的降解？
剪切作用和熱的作用一起，對聚合物的降解起強烈的降解促進作用。
微量水分是有些聚合物降解的主要因素，如PC、尼龍（PA）、ABS、聚酯等。因此加工之前的干燥是必備的工序。
二、解決措施
聚合物在加工過程中出現降解后，制品外觀變差，內在質量降低，使用壽命縮短。因此加工過程大多數情況下都應設法盡量減少和避免聚合物降解。因此通常可采用以下措施：
嚴格控制原材料技術指標，盡量去除聚合物中的催化劑殘留等雜質。
使用前對聚合物進行嚴格干燥，特別是聚酯、聚醚、聚酰胺等聚合物存放過程容易從空氣中吸附水分，用前通常應使水分含量降低到0.01-0.05%以下。
確定合理的加工工藝和加工條件，使聚合物能在不易產生降解的條件下加工成型。
加工設備和模具應有良好的結構。主要應消除設備中與聚合物接觸的部分可能存在的死角或縫隙，減少過長的流道、改善加熱裝置、提高溫度顯示裝置的靈敏度和冷卻系統的冷卻效率。
在配方中考慮使用抗氧劑、穩定劑等以加強聚合物對降解的抵抗能力。
有些情況下，可以利用聚合物在加工過程中的降解效應，如橡膠的開煉（塑煉），降低分子量，提高加工性；聚合物共混物，利用剪切效應產生的自由基，可是兩種或多種聚合物產生接枝、共聚等反應，從而提高共混物的性能。
展開 UG丨縮短CNC加工中心加工輔助時間該怎么做，你知道嗎？
如何縮短加工中心加工輔助時間
在回答“如何縮短加工中心加工輔助時間”這個問題前，我們先來了解一下什么是加工中心加工輔助時間。
加工中心加工輔助時間就是找正工件、對刀時間、換刀時間等等一些非直接加工工件的機械運動時間，這些機械運動所占用的時間就叫做加工中心加工輔助時間。
那么我們該如何縮短加工中心輔助時間呢？工件的找正和對刀，我們可以在加工中心上使用工藝定位平臺。而換刀，可以選擇一些換刀速度快的刀庫，
例如：加工中心上使用的斗笠式刀庫和刀臂式刀庫，選擇刀臂式刀庫就可以節約換刀時間.
加工中心使用工藝定位平臺有什么好處
工藝定位平臺省去了安裝工件時的打表找正和x,y方向的對刀。與傳統輔助操作相比，可以節省大約90%～95%的輔助時間，機床有效利用率由傳統輔助操作的57%～68%提高到92%～96%，價格較貴的數控銑床和價格昂貴的加工中心的折舊費也可以大大降低，經濟效益十分明顯。
而且可以夾裝多個工件，特別是小型零件的加工，效益更為明顯。傳統的工件裝夾方法必須在工件一次安裝后完成加工工序要求的全部加工工作，中途不能換裝別的工件加急加工。而采用通用工藝定位平臺后，只要工件或夾具定位基準符合定位平臺的要求，可在任何時候換上急需加工的其它工件進行加工，完成后,再快速定位、夾緊中途拆下的工件繼續加工。這使數控銑床和加工中心具有很大的柔性。
加工中心選擇好的刀庫可提高換刀速度
加工中心刀庫有很多種不同的形式，斗笠式、刀臂式、同動式、飛碟式等等很多不同的刀庫。
展開 
復旦朱亮亮課題組通過光激發實現有機相AIE并可視化指導聚合物材料的溶液加工和自組裝
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：新型拓撲化學聚合-固態合成可溶液加工和功能化的超高分子量聚合物
如TCP 得到有效利用，它將成為除ROMP 和 ATRP以外，可用于生成超高分子量 (數均分子量Mn > 106) 聚合物的有效“工具”。然而目前已報道的TCP 的化學反應有限，且多數所得聚合物溶解性差，這極大的限制了對TCP聚合產物的研究和后功能化。
近日，勞倫斯伯克利國家實驗室劉毅研究員課題組開發了一種基于氮雜對苯二醌二甲烷 (AQMs)的新型TCP反應體系。研究人員合成了一系列以AQM為骨架的芳香小分子單晶，通過可見光/熱引發的固態 TCP 反應，得到了對應的聚合物晶體。實驗證實不同烷基取代對此類TCP反應的活性影響甚微。基于此，本研究使用基于冷凍透射電鏡的微晶電子衍射法(micro-ED) 首次獲得了原子分辨率的基于正丁基取代TCP 聚合物晶體結構。并且，研究人員通過引入長烷基鏈作為增溶基團，制備了可溶的超高分子量聚合物。得益于其優異的溶液加工性，此類 TCP 聚合物可作為電極活性材料，組裝成薄膜電容器。所制備器件展現出高介電常數和優異介電儲能特性。除此之外，研究人員利用聚合物中保留的三氟甲磺酸酯基團，成功通過親核取代反應實現了對所得超高分子量的聚合物的后功能化。
圖1.基于AQM骨架的芳香小分子及其TCP產物。
圖2.正丁基取代的AQM小分子單晶結構及其相應TCP產物晶體結構（micro-ED 表征）。
圖3. 對AQM反應體系的聚合動力和熱力學的探索以及對所得聚合物介電儲能特性的開發。
圖4.利用親核取代反應對可溶TCP聚合物的后修飾。
展開 熱力耦合的橢圓超聲振動輔助銑削加工
銑削加工參數：銑削深度0.7 mm，刀具轉速800 r/s，銑削速度：5m/s，切寬1.5 mm。
橢圓超聲振動參數：振動頻率2.5 KHz，X方向振幅1 mm，Z方向振幅2 mm。
銑削效果：
注：加工參數這些僅為示例，實際仿真還是根據自己實驗參數定。
歡迎私信或者聯系QQ1511646430進行交流。
Abaqus激光輔助（VDFLUX子程序）車削加工仿真案例講解 ￥400
[圖片]
五金沖壓拉深加工中還要用到哪些輔助工序
五金沖壓件拉深工序中的輔助工序很多，大致可分為：拉深工序前的輔助工序；拉深工序間的輔助工序；拉深后的輔助工序。
拉深前的輔助工序：五金沖壓材料的軟化處理、清洗、潤滑；
拉深工序間的輔助工序：軟化熱處理、涂漆、潤滑；
拉深后的輔助工序：消除應力退火、清洗、去毛刺、表面處理、檢驗等。
在這些輔助工序中，幾乎哪個工序里都涉及到了潤滑及熱處理工序，可見其在五金沖壓加工中的重要性。下面簡單介紹下這兩個工序。
一：潤滑：
五金沖壓件在拉深過程中，凡是與毛坯接觸的模具表面上均有摩擦存在。凸緣部分和凹模入口處的有害摩擦，不僅降低了拉深變形程度，而且將導致零件表的擦傷，降低模具的壽命，這在拉深不銹鋼、高溫合金等粘性大的材料時更為嚴重，所以采用潤滑的目的是：
1）減小模具和拉深件之間的有害摩擦系數，提高拉深變形程度和減少拉深次數。
2）提高凸、凹模具壽命。
3）減少在危險斷面處的變薄。
4）提高五金沖壓件的表面質量。
二：.熱處理：
在五金沖壓拉深加工過程中，材料一般都產生冷作硬化，五金沖壓加工所用的金屬按硬化率可分為兩類一是普通硬化金屬；另一個就是高度硬化合金。
對于普通硬化的金屬，如果工藝過程制定的正確，模具合理，一般不需要進行中間退火，對于高度硬化的金屬，一般在一、二次拉深工序后，需進行中間熱處理。中間熱處理工序主要有兩種：
1）低溫退火，主要是用于消除硬化的恢復塑性
2）高溫退火，對某些材料或制件，若低溫退火的結果還不能滿意，可采用高溫退火
應當特別指出的是：拉深后的五金沖壓件，常常需要消除殘余應力的低溫退火，否則在長期保存中，這些五金沖壓拉深件在內應力的作用下容易產生變形或龜裂。特別是不銹鋼、高溫合金及黃銅等硬化嚴重的五金沖壓材料所制的的制件更是如此，這些制件拉深后不經熱處理是不得存放的。
展開 光 · 學堂 | 基于VirtualLab Fusion的微結構仿真設計與加工技術（光柵、超表面、蛾眼結構的仿真與加工技術）2026/5/19-5/20
授課時間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點
上海市嘉定區南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團隊及資深顧問
課程費用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費、開票稅金、午餐費)
課程簡介
微結構元件作為現代光學系統的核心組成部分，應用廣泛，其設計精度與加工質量直接影響器件性能。本課程借助光之數字模型平臺VirtualLab Fusion，結合多種仿真算法，開展各類微結構的仿真設計與性能優化教學。
課程涵蓋衍射光學元件、光柵、超表面等多種微結構類型，包括蛾眼減反射表面、偏振無關光柵、超構透鏡等，涉及結構建模、參數優化、性能驗證等核心環節，無需深厚軟件基礎即可參與學習。
本課程講解VirtualLab Fusion在微結構仿真中的應用方法，為微結構加工提供可靠的仿真支撐與理論依據。加工方面主要介紹微納加工工藝選型、加工參數把控及質量檢測等內容，呈現微結構從仿真設計到實際加工的完整技術思路。
展開 靜電紡絲技術增強金剛石納米片/聚合物復合膜的熱導率
聚合物具有輕質、電絕緣、柔韌性等優良性能，能夠滿足柔性電子新技術發展的需要。然而，聚合物的低固有熱導率限制了它們在電子領域的應用為滿足散熱需求，通常在聚合物中加入填料，以增強聚合物復合材料的導熱性。
傳統混合方法得到的復合材料不僅填料在聚合物中的分布無序，當填料含量較低時不能形成導熱網絡，而且增加了聚合物基體與填料之間的界面熱阻。利用功能化填料降低填料/襯底界面處的熱阻是近年來的研究熱點，但該方法的實際應用受到填料狀態和加工方法的影響。因此，尋找一種有效的方法來提高低填料負載下聚合物復合材料的熱導率仍然是一個具有挑戰性的課題。
靜電紡絲技術不僅操作簡單，而且對纖維的直徑、形態和性質的控制效果好。但是，簡單的單軸靜電紡絲在構建特定結構方面存在局限性，并且難以在低分子量或無糾纏的聚合物溶液中形成纖維。然而，目前很少有研究通過不同噴嘴結構的靜電紡絲來構建獨特的結構，從而提高復合材料的導熱性能。靜電紡絲技術因其在構建連續納米纖維方面的獨特優勢而受到廣泛關注。
02
成果掠影
近期，桂林理工大學陸紹榮教授和中科院寧波材料與工程技術研究所虞錦洪研究員近期在開發高熱導率的熱管理材料取得新進展。
提出采用單軸靜電紡絲和同軸靜電紡絲的方法，制備了不同微觀形貌的單軸聚乙烯醇/納米金剛石片(U-PVA/ND)和同軸聚乙烯醇/納米金剛石片(C-PVA/ND)復合纖維薄膜。這兩種方法都不需要復雜的預處理程序和引入多余的添加劑。結果表明，ND含量為60 wt %的U-PVA/ND和C-PVA/ND復合纖維的導熱系數分別為71.3和85.3 W/(mK)，分別是純PVA纖維膜的171.2和205.1倍。
展開 
聚合物粉末床融合技術將成為3D打印領域增長最快的領域
SmarTech Publishing是向增材制造行業提供行業分析和市場預測數據的領先供應商，該公司預測，曾經小眾聚合物粉末床融合3D打印領域的快速發展將使到2027年的硬件收入達到24億美元。
這些結果發表在該公司最新研究的Polymer Powder Bed Fusion 3D Printing Markets 2018上。結合對聚合物3D打印部件的工業生產解決方案的強烈需求，目前的增長路徑使聚合物粉末床融合技術成為所有聚合物3D打印技術中增長最快的，增長率接近整個行業平均硬件收入機會的兩倍。
該報告是SmarTech發布的四個主要聚合物3D打印技術市場深度市場研究中的第二個，每個研究都集中在一個主要的聚合物3D打印技術上。預計每項技術都將發展成具有獨特優勢，劣勢和戰略優勢的獨立市場機會。
關于報告
本報告作為聚合物粉末床融合3D打印的獨立深度分析發布。同時發布了SmarTech Publishing關于單個聚合物3D打印技術的其他報告，包括材料擠出，還原光聚合以及粘合劑和材料噴射的噴射方法。雖然今年早些時候還發布了SmarTech Publishing的全功能市場分析報告，但本報告專門針對專業和工業應用環境中粉末床融合3D打印的問題，挑戰，機遇和增長。該報告包含大量技術特定數據，側重于識別硬件和材料機會，包括打印機出貨量和收入，安裝，聚合物類的材料出貨。
聚合物粉末床熔合技術長期以來被認為是最容易獲得的3D聚合物打印技術，其彌補了典型的快速原型打印和最終用途部件的實際制造之間的差距。但就像其他聚合物3D打印技術一樣，曾經是粉末床融合領域的標準現在正在發生變化，競爭對手大量涌入挑戰歷史領導者，以及基于噴墨組合燒結聚合物粉末的全新方法和紅外線加熱而不是激光。
展開 了解金屬切削加工工藝 提高金屬切削加工技術
因此加工中心的金屬切削技術在機械制造工藝中的應用十分廣泛。
金屬切削過程是工件和刀具相互作用的過程。任何切削加工都必須具備三個基本條件：切削工具、工件和切削運動。刀具從待加工工件上切除多余的金屬,并在控制生產率和成本的前提下，使工件得到符合設計和工藝要求的幾何精度、尺寸精度和表面質量。為實現這一過程，工件與刀具之間要有相對運動,即切削運動。
金屬材料的切削加工有很多分類，常見的分類方法有按照工藝特征、按材料切削除率、加工精度和表面成型。
切削加工的工藝特征取決于切削工具的結構和切削工具與工件之間相對運動形式。而加工中心常用的加工形式有超精加工、螺紋加工、銑削、鉆削等。
按照被加工坯件的切除量和加工精度，切削加工可分為粗加工、半靜加工、精加工、修飾加工和超精度加工。開粗加工是用大的切削深度，經一次或少數幾次走刀，從工件上切去大部分或全部加工余量的加工方法，一般用作預先加工。半精加工一般作為粗加工與精加工之間的中間工序;精加工是用精細切削的方式，使加工表面達到較高的精度和表面質量。根據加工需要的不同來選擇不同的加工方式。
機械制造業的快速發展，提高了對金屬切削加工工藝的要求。我國的金屬切削工藝歷史悠久，但是隨著時代的發展，其工藝技術仍需完善。我國重工業技術起步晚，因此還需要借鑒發達國家的先進經驗，努力提高自身技術水平，提高工件精度、質量，使機械制造業更上一個臺階。
展開 視覺閉環控制多材料噴墨3D打印技術，Inkbit劍指規模化量產聚合物零部件
這款設備基于MIT專有的視覺控制噴射技術運行，是一臺提供打印過程閉環反饋控制的 3D 打印機。使用專有的 3D 掃描系統在沉積后生成每一層的圖像。來自每一層的掃描數據與源零件幾何形狀結合使用以生成下一層。動態、實時的圖層生成確保每次都能快速準確地構建零件。
△打印過程，平臺移動
3D 掃描的數據還用于訓練機器學習算法，使 3D 打印機能夠學習每種材料的特性并做出預測。這確保了每次都能快速，準確地制造零件。每層掃描還能夠為打印的每個零件生成完整的 3D 重建，從而為每個打印提供完整的數字記錄，從而確保對每個零件進行100％的質量控制。
Vista專為車間而打造，面向尋求快速原型制作和最終用途生產的制造商，并適合在多材料機器人，牙科，汽車甚至產品包裝中使用。其四大產品亮點為：
●大批量打印尺寸準確且精密的零件
●具有強大熱性能和機械性能的高性能聚合物
●低成本、低勞動力、易于去除蠟的支撐材料
●多材料能力
△南極熊實拍視頻
Inkbit Vista的打印體積為500 毫米 x 250 毫米 x 200 毫米，并帶有16個打印頭，可以在一次打印中使用四種材料，其中包括一種支撐材料。它可以使用剛性和柔性材料的組合，結合定制的電氣組件和芯片，生產出完整的最終用途物品。
打印零件時可以將零件堆疊以擺滿整個打印倉，從而實現高效率的生產，因此需要用到支撐材料。Inkbit在現場還展示了去除支撐的方式，看起來很簡單，只需要4個步驟。
此外，現場還展示了剛打印完的平臺和零件，去除支撐后的零件以及將零件拆開后的最終狀態。
展開 用先進的加工技術來減輕工業鋁型材加工變形
我們可以采用一些先進的加工技術來防止工業鋁型材在加工過程中變形
1、提高切削速度
在常規范圍內，切割工業鋁型材的溫度隨著切削速度提高而提高。但是當速度達到一定的值以后，溫度不會繼續升高，反而會降低，這個速度值與鋁型材種類有關。如果常規的切削速度能提高5-10倍，那么就可以極大的減小變形量。
3、激光加工技術
激光加工技術比傳統加工技術有很多的特點，首先激光加工是非接觸性加工，對鋁型材工件沒有實際的作用力，工件的夾緊力很小，基本不會出現冷變形。激光加工過程中激光束能量密度高，加工速度快，對不加工的區域沒有影響，因此對工件的熱影響區域小，零件的熱變形也小。
2、電流變（ER）技術
電流變技術是一項新興的，并具有廣闊應用前景的高新技術。它的理論技術是利用某些特殊的液體在電場作用下產生電流變效應。這種效應會使液體在電場的作用下停止流動并固話，使鋁型材具有抗剪切能力。應用電流變液體可以在不加電場時確認好鋁型材的加工位置，施加電場后就可以準確定位和安裝。因此這個方法無需夾緊，變形小，精度高。
4、其他加工技術
除了激光加工技術，還有一些非接觸性的加工方法。比如水射流加工、線切割加工、超聲波加工、離子束加工、等離子體加工等等。這些先進的加工技術同樣具有加工變形量小的特點。
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