樹脂基，陶瓷基的案例
佳能也開始做陶瓷3D打印機了，高分辨率氧化鋁基陶瓷材料
2018年11月29日，南極熊從外媒獲悉，日本佳能公司決定通過創造一種能夠產生極高分辨率零件的新型陶瓷材料來追求第三條道路。
基材是氧化鋁基陶瓷粉末，其與選擇性激光熔融3D打印機一起燒結。與使用SLA（立體光刻）3D打印機固化的其他陶瓷注入樹脂不同，在最終退火烘烤中經歷高達20％的收縮，佳能陶瓷部件在退火階段后的尺寸差異小于0.8％。尺寸精度對于聯鎖零件和工業設備至關重要，佳能的目標是陶瓷的耐熱性和耐腐蝕性。
通過觀察它們的打印樣品，復雜的幾何形狀對于陶瓷材料來說沒有問題。佳能計劃將此技術應用于醫療領域，其中兼容性和定制是特別重要的因素。 能夠以更經濟的方式生產小批量產品可以為醫院節省一大筆錢。
其實佳能早就開始介入3D打印領域了，2015年10月，佳能發布了一款光固化3D打印機。這款設備具有許多優勢，包括行業內最高精度及最高表面光潔度，更高的打印速度，更短的設定時間，更簡單的后處理，以及可使用多種通用型樹脂材料等。所以，它非常適用于產品的快速迭代和小批量生產。
2016年12月21日，佳能中國公司推舉辦了“魅立方”3D打印機媒體發布會，當時佳能推出的是瞄準教育市場的FDM桌面級3D打印機。
雖然佳能也是以2D打印巨頭的身份切入3D打印，但是在市場上尚未取得比較大的成功，不知道此次推出的陶瓷3D打印機會不會帶來比較大的改觀。
其實，目前的陶瓷3D打印機，也已經不少了。例如2018年3月26日南極熊報道的幾個廠商。
北京十維科技
十維科技由清華校友創立于2014年。
展開 中科院開發出新的生物基環氧樹脂
本報訊 近日，中科院寧波材料研究所生物基高分子材料研究團隊以衣康酸起始原料，合成了一種生物基環氧樹脂。該樹脂室溫黏度低、環氧值高于0.62，合成過程簡單，經固化后各項性能指標達到或優于現有結構相似的石油基環氧樹脂，且價格低廉，具有很好的應用前景。
據了解，衣康酸又名亞甲基丁二酸，是一種重要的生物基原料，可由生物發酵技術制備得到。由于具有廣闊的應用前景，且價格較低，該樹脂已被美國能源部評選為最具市場潛力的12種生物基平臺化合物之一。
生物基高分子材料以是當前高分子材料的一個重要發展方向，具有重要的實際價值和廣闊的發展空間。目前，有關生物基塑料的研究主要局限于淀粉塑料、纖維素基材料、聚乳酸（PLA）、聚3-羥基丁酸酯/3-羥基戊酸酯共聚物（PHBV）等天然高分子或熱塑性材料，熱固性生物基樹脂的研究相對較少。（仲科）樹脂價格表 https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 【科普系列】民用航空發動機樹脂基復合材料應用
樹脂基復合材料在國外民用航空發動機的應用狀況
近些年美國通用電氣公司(USA, general electric company, GE或通用電氣)、美國普拉特·惠特尼公司(USA, pratt & whitney group, P&W或普·惠)、英國羅爾斯·羅伊斯公司(UK, rolls-royce group, R·R或羅·羅)等在樹脂基復合材料發動機部件應用方面取得了較大進展。以普·惠公司為例，1970年首先在JT9D發動機上使用玻璃纖維/環氧樹脂復合材料制備了風扇整流錐。為了進一步減重，1981年采用芳綸纖維/環氧樹脂復合材料制備了JT9D-TR4發動機整流錐。之后樹脂基復合材料被大量應用于普·惠發動機上，如PW4084發動機樹脂傳遞模塑工藝(resin transfer moulding, RTM)制備的碳纖維/環氧樹脂風扇葉片墊塊、PW4168發動機雙馬樹脂復合材料整流罩和碳纖維/環氧樹脂復合材料反推力裝置等短艙部件。圖1中列出了目前國外民用渦扇發動機樹脂基復合材料應用部位、材料體系及制備工藝。圖中1~12依次為渦扇發動機電控單元匣、進氣道消聲襯板、風扇葉片、進氣整流錐、進氣整流罩、發動機檢視門、反推力裝置、壓氣機整流罩、外涵道、出口導流葉片、風扇機匣、發動機短艙等部件。以下將對國外民用航空發動機典型樹脂基復合材料部件應用發展狀況進行詳細分析。
1 風扇葉片
20世紀七十年代，羅·羅公司最早嘗試將碳纖維樹脂基復合材料應用于RB211發動機風扇葉片。
展開 干貨丨北京航材院：航空發動機樹脂基復合材料的應用
樹脂基復合材料因其比強度比剛度高，可設計性好，阻尼減振性能優異，易于整體化成型等優點已成為新型航空發動機重要的結構材料。本文選取風扇葉片，包容機匣，聲襯和襯套等典型航空發動機部件，,介紹了樹脂基復合材料在國外民用航空發動機的應用狀況。之后論述了樹脂基復合材料在航空發動機結構優化，經濟性，環保性等方面的優勢。基于微納材料混雜技術，3D打印技術和超材料技術分析了航空發動機樹脂基復合材料發展的新趨勢。最后從"設計-材料-工藝-評價"角度就未來樹脂基復合材料在我國民用航空發動機應用發展提出了一些思考。
近些年美國通用電氣公司(USA, general electric company, GE或通用電氣)、美國普拉特·惠特尼公司(USA, pratt & whitney group, P&W或普·惠)、英國羅爾斯·羅伊斯公司(UK, rolls-royce group, R·R或羅·羅)等在樹脂基復合材料發動機部件應用方面取得了較大進展。以普·惠公司為例，1970年首先在JT9D發動機上使用玻璃纖維/環氧樹脂復合材料制備了風扇整流錐。為了進一步減重，1981年采用芳綸纖維/環氧樹脂復合材料制備了JT9D-TR4發動機整流錐。之后樹脂基復合材料被大量應用于普·惠發動機上，如PW4084發動機樹脂傳遞模塑工藝(resin transfer moulding, RTM)制備的碳纖維/環氧樹脂風扇葉片墊塊、PW4168發動機雙馬樹脂復合材料整流罩和碳纖維/環氧樹脂復合材料反推力裝置等短艙部件。圖1中列出了目前國外民用渦扇發動機樹脂基復合材料應用部位、材料體系及制備工藝。
展開 
熱塑性樹脂基復合材料的制造工藝及其特性
用玻璃纖維增強熱塑性樹脂，提高了力學性能和熱變形溫度，降低了線脹系數，提高了耐疲勞和抗蠕變性能，同時改善了電性能。蘇州挪恩復合材料有限公司對比了尼龍66、聚苯乙烯、聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物增強前后的性能，從實驗結果看各方面性能都有顯著提高。
（碳纖維復合材料汽車板簧）
目前已有多種熱塑性樹脂用來作復合材料的基體，研制成功的熱塑性復合材料有纖維增強尼龍、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氯乙烯等，一般應用在要求輕質、高強度、耐腐蝕的機械零件中，如航空機械、機車車輛、汽車、紡織機械、造船、建筑和電氣等領域。用碳纖維等高級增強材料代替玻璃纖維，可得到各種性能更好的復合材料，如結構材料、耐沖擊材料、耐磨、阻尼減振材料等。
這種材料的優點還和熱塑性塑料一樣具有重復使用性和二次加工性，其廢舊制品和加工中的邊腳料經過適當處理可以循環利用，該材料的制品可以采用熔融焊接方法連接，采用高溫高壓成型和冷卻成型，工藝周期較短、能耗低、生產效率高，熱塑性復合材料原料來源充足，價格低廉，易加工，熱塑性復合材料半成品（粒、片料）幾乎沒有貯存期限制。
熱塑性樹脂基復合材料工藝特性與熱塑性樹脂基基本相似，添加纖維增強材料后，其工藝性能略有變化，這與樹脂自身結構有密切的聯系。熱塑性樹脂基在成型加工過程中在剪切速率、溫度、壓力下變為粘流態，其流變性是決定樹脂體系加工性能的主要標志。
纖維含量、纖維長度、纖維取向對成型工藝也會造成影響。蘇州挪恩復合材料有限公司實驗人員分析了實驗測試數據，發現隨著纖維含量的增加，樹脂的粘度增加，流動性降低。在熱塑性復合材料中，玻璃纖維含量一般在20%-40%（質量分數），既有顯著增強效果，又能保證制品成型。過多的纖維含量會使纖維磨損嚴重，增強性能降低，物料成型性惡化，且對設備磨損加劇。
展開 3D打印鈦基復合材料與陶瓷
[來源/圖片：通過硫酸鋁熱分解增強陶瓷增強鈦基復合材料的新方法]
在X方向上前后移動使粉末床變平
寧波材料所在生物基易回收熱固性樹脂領域取得進展
熱固性樹脂具有優異的機械性能、熱學性能、尺寸穩定性、加工性能以及化學穩定性等，在電子封裝材料、復合材料、膠粘劑及涂料等領域都具有廣泛應用。然而由于高度化學交聯的三維網絡，熱固性樹脂很難回收，同時也影響了其下游產品包括碳纖維復合材料、電子產品等的回收。針對這個問題，馬松琪研究員等人近年來做了大量工作，他們通過分子設計，在熱固性樹脂的分子結構中引入可控降解結構和可逆共價鍵結構，以實現樹脂的易回收性，取得了系列進展（Prog. Polym. Sci., 76, 65-110, 2018；ACS Sustain. Chem. Eng.,5(6): 4683-4689, 2017；Macromolecules, 49(10), 3780–3788, 2016；Macromolecules, 48(19), 7127–7137, 2015）。
近日，寧波材料所馬松琪研究員等人以原料豐富、可持續的木質素衍生物香草醛為原料，合成了一種生物基三醛基單體，進而通過與二胺單體之間的席夫堿反應制備了系列希夫堿熱固性樹脂TFMP-M、TFMP-P、TFMP-H（如圖1）。由于希夫堿鍵的存在，該類熱固性樹脂展現出了優異的熱延展性，在180℃熱壓下，10分鐘內就可重新加工成型回收（如圖2），并且在重塑后，基主體化學結構能夠保持，力學性能沒有明顯的下降；同時可在溫和酸性條件下水解，實現了熱固性樹脂的降解以及單體的回收（如圖3）。同時該希夫堿熱固性樹脂解決了已報道的可延展性熱固性樹脂熱學、力學性能低的問題，玻璃化轉變溫度達～178℃，拉伸強度達～69MPa，拉伸模量達～1925MPa。并且在結構中引入了有機磷結構，解決了熱固性樹脂易燃的問題，所得希夫堿熱固性樹脂具有優異的阻燃性，垂直燃燒試驗達到了V-0和V-1級別，有限氧指數在30%附近。
展開 熱管理用高導熱碳化硅陶瓷基復合材料研究進展
Cui 等通過化學氣相滲透工藝在熱解碳表面原位生長碳化硅納米線(Silicon Carbide Nanowires,SiCNWS)用于改善聚合物浸漬裂解(Polymer Impregnation Pyrolysis, PIP)制備的三維碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料的力學特性和熱導率，結果表明沉積碳化硅納米線的復合材料抗彎強度和熱導率(最高 4.46 W/(m·K))分別提高了 46%和 43%。
Li 等研究了酚醛樹脂含量對化學氣相滲透(Chemical Vapor Infiltration, CVI)和反應熔滲制備碳纖維增強金剛石-碳化硅復合材料的微觀結構和導熱性能的影響，結果表明, 酚醛樹脂含量顯著影響反應熔體滲透前復合材料孔隙結構以及反應熔滲后基體的相組成和密度，酚醛樹脂含量較高時，無定形碳(amorphous Carbon, a-C)的含量增加，金剛石與無定形碳的非晶態界面區域增加，界面結合較差，導致復合材料的界面熱阻增加，從而降低復合材料熱導率。
展開 中科院寧波材料所劉小青課題組JPS綜述：生物基熱固性樹脂研究進展
近日，劉小青團隊在Journal of Polymer Science上發表綜述“Recent development on bio-based thermosetting resins”，系統地總結了近幾年來兩種代表性的生物基熱固性樹脂（環氧樹脂和苯并噁嗪樹脂）從性能化到功能化的研究進展。
這篇綜述首先介紹了環氧樹脂的常用合成方法，環氧固化劑的特征以及可能的生物基前驅體，并以此通過生物基原材料設計環氧樹脂體系。隨后，對高性能的生物基環氧樹脂的合成策略進行總結，重點列舉了將生物基原料進行偶聯、縮合、及官能團轉化以達到超越石油基對應物性能的成功實例。隨著近幾年生物基環氧樹脂的發展，借助生物基化合物的本征性質，一些樹脂還被應用于防腐、抗菌等領域，并簡單概括了其設計思路與實際應用的聯系。
圖1：部分生物基環氧樹脂的合成策略
苯并噁嗪樹脂是一種由Mannich縮合反應得到的新型酚醛樹脂。由于該反應需要酚類、胺類和醛類來引發，因此，自然界中含有這些基團的化學品都是潛在的原料。為了得到高性能的生物基苯并噁嗪樹脂，修飾單體結構及改善聚合物內在的氫鍵體系至關重要。目前，部分研究已經很好地解決苯并噁嗪樹脂脆性、高固化溫度和低加工性的缺點。引入含氫鍵供受體的結構或填料也成功地用于調整聚合物的氫鍵作用。此外，功能化的苯并噁嗪材料也成功地應用于油水分離及儲能器件。
圖2：部分生物基苯并噁嗪樹脂的合成及單體結構
最后，作者討論了下一代生物基熱固性樹脂的要求。由于現有的一些生物基材料的合成和使用仍然存在著諸多缺點，比如石化品使用、耐久性低、毒性和不可回收性等。
展開 中科院寧波材料所劉小青團隊《ACS Nano》：在樹脂基碳材料制備上取得新進展
生物基高分子材料具有節約石化資源和保護環境的雙重功效，是當前學術界和產業界同時追逐的熱點之一。但是目前的研究和開發工作主要集中于熱塑性材料，對于生物基熱固性樹脂的研究則相對較少。和石油基熱固性樹脂一樣，生物基熱固性樹脂在固化交聯之后，同樣面臨著難降解、難回收的問題，如何實現其全壽命周期綠色化以及可持續發展具有重要的意義。
中科院寧波材料所劉小青研究員基于自己多年的生物基熱固性樹脂研究經驗（Progress in Polymer Science, 2021,113,101353），提出開發生物基材料的本質是為了實現對生物碳的高效利用。為了實現生物基熱固性樹脂在使用之后的再次高附加值利用，他們嘗試著利用激光燒蝕的方法，將高性能生物基熱固性樹脂轉化為功能性碳材料（Carbon, 2020, 163, 85-94；Carbon, 2021, 183, 600-611），擬完成從“生物碳”到“生物基樹脂”再到“功能化碳”的閉環轉化。
近日，受自然界中具有極高太陽光利用效率的針葉森林結構啟發，該團隊通過碳材料多級結構調控，構建了一種由多孔石墨烯“樹”密排列成的三維石墨烯薄膜（Forest-like LIG）。這種獨特的多級結構使得入射光在“樹”之間以及“樹枝”之間進行多次反射，顯著減小了石墨烯的光反射。結合石墨烯本身的光熱特性，Forest-like LIG在太陽光全波長范圍內表現出優異的吸光率（平均吸光度達到99%）和光熱轉換性能（在一個太陽光強度的氙燈照射下平衡溫度達到90.7 ± 0.4 °C）。
圖1.
展開 基于粘彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型
背景介紹
熱固性樹脂基復合材料在制件成型過程中會產生殘余應力，引起固化變形，從而增加裝配和制造的難度，因此，合理預測預制件固化過程中的殘余應力的發展具有重要意義。
早期的研究主要集中于彈性理論來研究復材的固化成型，現今，越來越多的文獻考慮了樹脂的固化放熱以及材料的各向異性等因素的影響，發展了基于粘彈性模型的數值仿真計算方法，證明了粘彈性的結果固化變形量小于線彈性的結果，且樹脂含量越高的復材，其粘彈性效果越明顯。
RTM成型工藝示意圖
二。粘彈性模型在Abaqus中的實現
本文作者在參考文獻【1】的基礎上，使用廣義Maxwell粘彈性本構模型，聯合編寫了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序，在abaqus軟件平臺中實現了復材固化成型的仿真模擬，其基本編程思路如下圖所示：
其中，最關鍵的粘彈性本構公式為：
參考上述公式和子程序的編寫流程，可以完成上述模型。最后得到仿真Mises應力云圖和S33云圖如下：
得到的S33關于時間的曲線趨勢如下所示：
該曲線結果和文獻有出入，但是榮的文獻中關于底數的取值有錯誤，亦即下列公式的底數應以e為底數，而不是10
【1】
基于黏彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型.pdf
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【會議通知】關于舉辦陶瓷基復合材料應用技術峰會的通知（第一輪）
復合材料各相關單位及從業人員：
先進陶瓷基復合材料因其具有高比強度、高比模量、可設計性強、耐腐蝕、抗疲勞、易于整體成型等優異的綜合性能，在航空、航天以及民用領域獲得廣泛應用。為提升陶瓷基復合材料的經濟和戰略地位和在未來的陶瓷基復合材料研究和產業發展中搶占先機，并促進陶瓷基復合材料技術的提升與交流，中國復合材料學會擬于2021年6月在廣東省廣州市舉辦陶瓷基復合材料應用技術峰會。
具體情況如下：
一、會議基本情況
會議名稱：陶瓷基復合材料應用技術峰會
會議時間：2021年6月
會議地點：廣東·廣州
主辦單位：中國復合材料學會
承辦單位：華南理工大學材料科學與工程學院（待增）
支持單位：廣州市科學技術協會
贊助單位：面向行業征集（待增）
峰會主席：成來飛教授
分論壇主席（按姓氏筆畫排序）：
張宗波副研究員、梅輝教授、褚衍輝研究員
會議規模：300人左右
會議會期：3天
二、會議主要內容
1.開幕式暨主會場
主題報告邀請國內8-10位知名院士及行業專家，主要圍繞陶瓷基復合材料學科與產業發展動態，陶瓷基復合材料的制造技術和制造工藝進行研討交流，促進廣州市陶瓷基復合材料產業的創新發展。
2.學術交流分會場
峰會設置三個學術交流分會場，圍繞陶瓷材料理論與創新方法、結構與功能陶瓷材料、陶瓷基復合材料應用技術等三大方面展開。
分會場一.陶瓷材料理論與創新方法
從陶瓷材料的理論和創新方法等角度展開研討，探索陶瓷材料技術與理論相結合的發展方向，推動陶瓷基復合材料創新發展。
展開 【會議通知】關于舉辦陶瓷基復合材料應用技術峰會的通知（第一輪）
復合材料各相關單位及從業人員：
先進陶瓷基復合材料因其具有高比強度、高比模量、可設計性強、耐腐蝕、抗疲勞、易于整體成型等優異的綜合性能，在航空、航天以及民用領域獲得廣泛應用。為提升陶瓷基復合材料的經濟和戰略地位和在未來的陶瓷基復合材料研究和產業發展中搶占先機，并促進陶瓷基復合材料技術的提升與交流，中國復合材料學會擬于2021年6月在廣東省廣州市舉辦陶瓷基復合材料應用技術峰會。
：穩定的超疏水陶瓷基碳納米管復合脫鹽膜
陶瓷基CNT膜的制造和DCMD工藝流程圖
圖2. PC-CNT膜和FC-CNT膜的形貌表征
（a）尖晶石基陶瓷基材（1）表面SEM圖像，（2）橫截面SEM圖像，（3）簡化的結構模型（黑色：CNT；淺綠色：尖晶石基底）和（4）在室溫（~25℃）下測量水在膜表面上的接觸角；
（b）PC-CNT膜（1）表面SEM圖像，（2）橫截面SEM圖像，（3）簡化的結構模型（黑色：CNT；淺綠色：尖晶石基底）和（4）在室溫（~25℃）下測量水在膜表面上的接觸角；
（c）FC-CNT膜（1）表面SEM圖像，（2）橫截面SEM圖像，（3）簡化的結構模型（黑色：CNT；淺綠色：尖晶石基底）和（4）在室溫（~25℃）下測量水在膜表面上的接觸角；圖2c2中的插圖SEM圖像是FC-CNT膜表面上厚度~4μm的超疏水網絡層）。
圖3.
展開 復合材料這么火？我能學點什么？
Digimat能夠幫助用戶預測多相材料的宏觀性能，支持的材料范圍涉及包含連續纖維、長纖維、短纖維、纖維編織、晶須、顆粒、片層等所有增強相和包括樹脂基、金屬基和陶瓷基在內的多類基體材料。多尺度的分析結果使得用戶對材料和結構的失效預測更加準確。
我們誠摯邀請您參加即將于2017年7月11日下午上海銀星皇冠假日酒店舉辦的Digimat技術日活動。并與7月12日在MSC上海辦公室舉辦一次公開課培訓。
通過本次活動，您將了解到：
如何準確預測復合材料本構性能？
如何設計并制造改性塑料零部件？
如何設計并制造碳纖維材料零部件？
如何盡量減重、降低成本的復合材料部件？
如何研究非金屬材料3D打印？
會議日程：
培訓日程
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