1. 研究目的与意义（文献综述）

在市场竞争愈演愈激烈的当下，已经全球化和市场化的制造业要求我们不断提高产品的竞争力，随之不断开拓先进的制造技术和制造理念，在这个背景下，智能制造已经成为推进制造业快速发展的突破点和世界制造业的发展趋势和方向。产品只有不断地技术突破、更迭换代，才能满足人们日益增长的对于产品外观和个性化功能的要求，这就使如何快速地开发新产品去满足人们个性化的需求成为了市场竞争的关键。3d打印的的增材制造技术也因运而生，凭借着其先进的制造理念和加工技术，引领着智能制造的发展[1]。所以，对智能材料的3d打印技术的研究显得极具时代意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容和目标

从国内外研究现状分析，柔性材料的3d打印主要集中在智能传感技术、柔性驱动和组织工程等领域的应用。在柔性材料的3d成型的研究上，国内外研究人员都有做过一些探索，但还没有成型的研究方法。本课题将对传统的三角洲3d打印机（delta 3d printer）进行改造，把原有的fdm模式（熔融沉积建模）3d打印技术的热熔打印头改造成光固化模式混合打印头，同时需要给材料一个合适的固化时间，这就需要打印速度与固化时间相匹配。最终实现在三角洲3d打印机平台上的凝胶类柔性材料打印。

2.2技术方案和措施

依据研究内容，本项目需要将原本目标材料plc替换成水凝胶（hydrogel）。由于本课题所用水凝胶固化模式与plc不同，对环境的变化如温度或ph等的变化不敏感，使用的是可见光固化的环境敏感水凝胶（此类凝胶的突出特点是在对环境的响应过程中其溶胀行为有显著的变化）。

实施措施具体是利用自动注浆成型技术（robocasting），使掺有碳纳米管（cnt）的高粘度混合物和强氧化剂过硫酸铵（aps）按照一定比例混合。其100ml 高粘度混合物的组成具体为在甲基丙烯酸羟乙酯（hema） 水（h2o） edgma 聚乙烯吡咯烷酮（pvp）的混合物中分别加入0.01g,0.05g,0.1g,0.5g,1g的cnt，在打印过程中控制自动注射器速度（0.05-0.06mm/s）与aps溶液 （0.03mm/s）在混合管中混合，由3d打印机平台提供打印路线，从注射头中挤出。其中含cnt的注射器直径为22mm，含aps的注射器直径为10mm。

3. 研究计划与安排

第2周；在对上周课题理解的基础上，制定本课题拟采取的技术方案和措施。

第3周；对前两周的内容进行总结，完成开题报告。
第4周：学习并掌握如何使用cad建模。

第5周；了解3d打印机的结构和打印原理。
第6周：购置打印所用到的材料，器具。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王震宇.彩色 FDM 3D 打印机关键技术研究[D].哈尔滨工业大学,2018.
[2] 戴京,徐忠斌,李铁风.3D 微纳米打印技术与应用研究进展[J].塑料工业,2016,44(5),1-5.
[3] 戴京.特种塑料与柔性耗材 3D 打印工艺及装备研究[D].浙江大学,2018.
[4] 张胜,徐艳松,孙珊珊,等.3D 打印材料的研究及发展现状[J].中国塑料,2016,30(1),7-14.
[5] Zarek M, Layani M, Cooperstein I,Sachyani E,Cohn D, Magdassi S.3D Printing of Shape
Memory Polymers for Flexible Electronic Devices [J].Advanced Materials,2016,28,4449-4454.
[6] Yong J, Yuyuan C.Exploration of flexible package based on 3D printing technology[J].
International Conference on Electronic Packaging Technology (ICEPT),2015,16,43-45.
[7] Di Z, Baihong C, Bowen L, Zewen G, Yao D, Jinbao G, Jie W.Fabrication of highly conductive graphene flexible circuits by 3D printing[J].Syntheic Metals,2016,217,79-86.
[8] 雷芳,孟鑫沛,张俊平,等. 针对柔性材料的FDM型3D打印机的远程送料机构研究与设计
[J].绿色装备技术,2018,9,128-130.
[9] 董增雅,高谦,高国华,等.柔性吞咽机械手的结构设计与样机实验 [J].机电工
程,2018,35(12),1304-1309.
[10] 顾志荣,秦会斌. 柔性压力传感器设计与实现[J].传感器与微系统,2018,37(10),114-116.
[11] 田小永,尹丽仙,李涤尘.三维超材料制造技术现状与趋势[J].光电工程,2017,44(1),69-76.
[12] 黄忠,韩江.金属 3D 打印技术的发展现状及制约因素[J].山东农业工程学院学
报,2018,35(3),40-43.
[13] 张媛媛,李军,石凯. 3D 打印柔性材料特性及有限元分析方法研究[J].机电工
程,2018,35(2),138-142.
[14] 高国华,任晗,王皓,等.热塑性聚氨酯材料柔性外壳 3D 打印技术[J].北京工业大学学
报,2018,44(4),497-506.
[15] 张柱.聚醚醚酮仿生人工骨 3D 打印热力学仿真及实验研究[D].吉林大学,2014.
[16] 田芳,刘桂荣,韩文华.3D 打印材料的应用现状[J]苏州市职大学学报,2018,29(3),27-31.
[17] 卢秉恒,李涤尘.增材制造（3D 打印）技术发展[J].机械制造与自动化,2013(04),1-4.
[18] 吴懋亮,蔡杰,何涛.并联结构的 3D 打印系统设计与分析[J].机械设计与制
造,2016(07),113-115.