【復(fù)材資訊】3D打印技術(shù)在高導(dǎo)熱復(fù)合材料中的應(yīng)用

▲論文鏈接：

http://html.journal.founderss.cn/KXYS/7164/86169/?showGoogle=0&showBaidu=1&hideFootnote=0

3D打印技術(shù)包括基于加熱熔融、 激光燒結(jié)或光照固化等方式將材料逐層堆積成形，可以按需設(shè)計(jì)并制備傳統(tǒng)加工方式難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。熔融沉積成形使用的是絲材，激光選區(qū)燒結(jié)則使用的是粉材。工業(yè)上常用的聚合物原料大多以顆粒為主，制成絲材或粉材都要進(jìn)行二次加工，提高了3D打印耗材的使用成本。傳統(tǒng)的加工方法只能加工成型具有特定形狀的導(dǎo)熱產(chǎn)品，例如板、管或片材等。

▲聚合物及聚合物基體復(fù)合材料3D打印工藝

? 3D科學(xué)谷白皮書(shū)

無(wú)論是從外觀還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，3D打印技術(shù)可以極大地?cái)U(kuò)充導(dǎo)熱產(chǎn)品的多樣性。以往都是將導(dǎo)熱填料加入到聚合物基體中，但由于無(wú)法控制導(dǎo)熱填料的取向，從而只能通過(guò)增大導(dǎo)熱填料的含量來(lái)增加復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，提高導(dǎo)熱系數(shù)的同時(shí)也大大提高了復(fù)材內(nèi)部熱阻，因此采用這種方式對(duì)于提高導(dǎo)熱系數(shù)還是較為有限的。3D打印技術(shù)可以有效的控制導(dǎo)熱填料的取向結(jié)構(gòu)，甚至可以制備出三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這對(duì)導(dǎo)熱復(fù)合材料來(lái)說(shuō)是非常有利的。

3D打印技術(shù)賦予導(dǎo)熱復(fù)合材料更加完整的取向結(jié)構(gòu)，這有效提高了復(fù)合材料的熱管理性能，這為電池?zé)峁芾?、電子封裝、熱界面散熱、航天航空等領(lǐng)域提供了熱相關(guān)應(yīng)用。目前3D打印技術(shù)導(dǎo)熱復(fù)合材料所用3D打印材料包括聚合物材料、金屬材料、陶瓷材料等。以光固化樹(shù)脂、聚乳酸（PLA）、丙烯腈?丁二烯?苯乙烯（ABS）、聚苯硫醚（PPS）、聚氨酯（PU）、聚酰胺（PA）、聚醚醚酮（PEEK）等各種聚合物為基體的導(dǎo)熱材料可以運(yùn)用在散熱器、熱交換器或模具加工的材料（通常在系統(tǒng)之間需要熱交換的任何地方），與例如金屬等同物相比，具有質(zhì)輕、可加工性強(qiáng)、成本低、高強(qiáng)度等功能性優(yōu)點(diǎn)。因此本文將介紹通過(guò)3D打印技術(shù)制備成形不同聚合物復(fù)合導(dǎo)熱填料的過(guò)程，主要包括碳纖維型導(dǎo)熱復(fù)合材料、石墨烯型導(dǎo)熱復(fù)合材料、碳納米管型導(dǎo)熱復(fù)合材料、氮化硼型導(dǎo)熱復(fù)合材料、液態(tài)金屬型導(dǎo)熱復(fù)合材料等，如圖1所示。采用3D打印法制備的上述導(dǎo)熱復(fù)合材料可以在低導(dǎo)熱填料體積下獲得較大的導(dǎo)熱系數(shù)。

圖1 3D打印不同填料基導(dǎo)熱復(fù)合材料

1.1

「碳纖維型導(dǎo)熱復(fù)合材料」

碳纖維（CF）是一種主要由碳元素組成的特殊纖維。CF的分子結(jié)構(gòu)介于石墨和金剛石之間。碳纖維除了質(zhì)量輕、纖維度好、抗拉強(qiáng)度高之外，還具有普通碳材料的高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。由于碳纖維材料的種種優(yōu)點(diǎn)，它在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。碳纖維導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能通常介于金屬材料和聚合物材料之間，且導(dǎo)熱性能可根據(jù)碳纖維含量和基體材料的選擇進(jìn)行調(diào)節(jié)。在碳纖維導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備過(guò)程中，常采用的方法是將碳纖維與導(dǎo)熱聚合物基體混合，但無(wú)序的導(dǎo)熱填料會(huì)加大熱阻，從而限制導(dǎo)熱系數(shù)的提升。3D打印技術(shù)可以建立起三維碳纖維結(jié)構(gòu)增加纖維的取向度，增加導(dǎo)熱路徑。極大限度的取向結(jié)構(gòu)可以使得碳纖維復(fù)合材料運(yùn)用在各向異性的定制型機(jī)械零部件散熱領(lǐng)域，而且由于碳纖維還具備一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還可以做一些結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱件。Ji等利用3D打印技術(shù)制備了具有定向結(jié)構(gòu)的碳纖維/氧化鋁/硅橡膠復(fù)合材料，制備示意圖如圖2所示。當(dāng)添加12 %（體積分?jǐn)?shù)，下同）的CFs以及30 %的氧化鋁填料下，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)［7.36 W/（m?K）］具有比相同組分的鑄造復(fù)合材料［4.22 W/（m?K）］更高的導(dǎo)熱系數(shù)。這說(shuō)明3D打印技術(shù)構(gòu)筑了碳纖維的取向結(jié)構(gòu)，同時(shí)和氧化鋁顆粒的協(xié)同作用有效的降低了界面熱阻，從而提高了復(fù)材的導(dǎo)熱性能。

表1是3D打印法制備的不同種類的碳纖維復(fù)合材料。從表中可以看出利用3D打印的方式制備得到的復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)均有所增加。3D打印技術(shù)賦予復(fù)材內(nèi)部匯聚了很多的取向填料結(jié)構(gòu)，這對(duì)導(dǎo)熱性能的提升有著明顯的推進(jìn)作用。3D打印制備碳纖維導(dǎo)熱復(fù)材也慢慢地從單一的碳纖維/聚合物打印填料往多種導(dǎo)熱填料基質(zhì)協(xié)同方向發(fā)展，比如利用h?BN的顆粒結(jié)構(gòu)填充至碳纖維的搭接處從而減小孔隙。對(duì)于3D打印碳纖維復(fù)材來(lái)說(shuō)，保證碳纖維在絲束或粉末中的均勻分散是關(guān)鍵點(diǎn)，分散均勻則可以有效的降低碳纖維和樹(shù)脂界面間的接觸熱阻且可最 大化地利用碳纖維的取向。

「石墨烯型導(dǎo)熱復(fù)合材料」

石墨烯作為一種新型二維材料，具有非常高的導(dǎo)熱性和良好的導(dǎo)熱性，常作為填料來(lái)獲得高導(dǎo)熱復(fù)合材料。3D打印技術(shù)可以控制石墨烯的取向，提高現(xiàn)有電子設(shè)備的石墨烯薄膜散熱片的面外導(dǎo)熱系數(shù)，為電子設(shè)備的安全性能提供保障。Guo等學(xué)者提出了一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的3D打印方法來(lái)制備石墨烯填充熱塑性聚氨酯（TPU）復(fù)合材料，制備過(guò)程如圖3所示。得益于石墨烯良好的取向度的各向異性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及通過(guò)精細(xì)控制打印參數(shù)實(shí)現(xiàn)的多尺度致密結(jié)構(gòu)。在3D打印過(guò)程中，由于擠壓產(chǎn)生的剪切力以及與基材（或下層）的壓縮作用，石墨烯薄片在厚度方向上傾向于形成不對(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)。通過(guò)合理調(diào)節(jié)打印參數(shù)，有效地解決了空隙和界面問(wèn)題。石墨烯含量為45 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，垂直排列的石墨烯/ TPU復(fù)合材料的通平面TC約為12 W/（m?K），超過(guò)了許多傳統(tǒng)顆粒增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料。此外，有限元方法證實(shí)了各向異性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)高效熱傳導(dǎo)的重要性。該研究為開(kāi)發(fā)3D打印石墨烯基聚合物復(fù)合材料提供了有效途徑，可用于電池?zé)峁芾怼㈦姺庋b等可擴(kuò)展的熱相關(guān)應(yīng)用。

填料在3D打印過(guò)程中噴嘴產(chǎn)生的剪切力作用下，沿3D打印路徑規(guī)律對(duì)齊即各向異性填料傾向于沿著打印機(jī)噴嘴的移動(dòng)方向定向。表2列舉了3D打印法制備高導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料研究成果，從表中可以看出采用3D打印法制備的石墨烯導(dǎo)熱復(fù)合材料均具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性。排列有序的填料結(jié)構(gòu)，這非常有利于復(fù)材導(dǎo)熱性能的提升。石墨烯和其他填料的協(xié)同作用已被廣泛應(yīng)用于改性材料以獲得更好的性能。這樣的混合網(wǎng)絡(luò)可以大大降低填料之間的熱阻，有效提高材料的導(dǎo)熱性。然而，關(guān)于石墨烯和雜化填料提高導(dǎo)熱性能的研究仍然有限，其協(xié)同機(jī)制還不夠明確。

1.3

「碳納米管型導(dǎo)熱復(fù)合材料」

碳納米管的導(dǎo)熱性能為2500~6000 W/（m?K），被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料中。通過(guò)將碳納米管加入到聚合物中分散均勻，再利用3D打印技術(shù)將其打印成型，不僅可以提高復(fù)材的熱管理性能，還可以在一定程度上增強(qiáng)復(fù)材的力學(xué)性能。碳納米管型導(dǎo)熱復(fù)材不僅可以運(yùn)用于導(dǎo)熱領(lǐng)域，還可以用于電磁屏蔽領(lǐng)域。Shengyou Pan等學(xué)者采用3D打印法制備出了PPS/CNT?MIPs復(fù)合材料。圖4為PPS/CNT?MIPs長(zhǎng)絲的制備流程示意圖。研究者在三頸燒瓶中對(duì)PHMI、MMA、NDM AIBN和MEK混合液進(jìn)行水浴。將反應(yīng)物倒入甲醇中再沉淀，過(guò)濾及干燥后得到MIPs。然后把一定比例MIPs和碳納米管混合加入氯仿中，超聲振動(dòng)處理后吸濾可得PPS顆粒和碳納米管包覆的MIPs。最后倒入擠出機(jī)中制備的PPS/CNT?MIPs長(zhǎng)絲。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳納米管為0.9 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.26 W/（m?K）。

表3為3D打印法制備的復(fù)合材料/CNT。據(jù)表中數(shù)據(jù)可得，填料含量對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能影響很大。碳納米管作為一種有效的導(dǎo)熱填料，在提高基體導(dǎo)熱能力時(shí)，要考慮兩點(diǎn)：一是在聚合物中碳納米管的分散情況，二是聚合物與碳納米管界面的結(jié)合能力。Shengyou Pan用3D打印法制得PPS/CNT?MIPs復(fù)合材料。當(dāng)碳納米管為0.9 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，復(fù)合材料的軸向?qū)嵯禂?shù)可達(dá)0.26 W/（m·K）。這都?xì)w因于碳納米管的高導(dǎo)熱性。碳納米管包覆的MIPs在聚苯硫醚中分散較為均勻，采用3D打印法制備的復(fù)合材料中基體與碳納米管結(jié)合力明顯增大，有利于形成通暢的導(dǎo)熱通路，減小熱量傳輸?shù)臒嶙?，提高PPS/CNT?MIPs復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。Lu?i? Blagojevi?利用3D打印制備的PA/MWCNT復(fù)合材料，當(dāng)填充5 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） MWCNT時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)0.33 W/（m·K）。當(dāng)填料含量較低時(shí)，基體內(nèi)部無(wú)法構(gòu)建出導(dǎo)熱通路。隨著含量逐漸增大，作為導(dǎo)熱載體的碳納米管之間的接觸也會(huì)增多，能更好地形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)使用MWCNT?COOH填料的復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)明顯大于MWCNT的復(fù)合材料。這是因?yàn)橛脴O性基團(tuán)?COOH修飾多壁碳納米管，與MWCNT相比，增大了導(dǎo)熱填料和聚合物基體之間的相互作用力，有效解決了碳納米管在基體中的分散問(wèn)題，均勻分散的碳納米管可以明顯提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。Yue Yuan等比較了碳納米管、氮化硼和氧化鋁等在3D打印上對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。結(jié)果可得碳納米管相較于其他兩種填料更能增強(qiáng)某些聚合物的散熱能力。原因在于碳納米管的極高導(dǎo)熱系數(shù)，可以作為連接通道把聚合物基體連接起來(lái)，構(gòu)建出導(dǎo)熱三維網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)散熱性。

碳納米管的排列結(jié)構(gòu)也對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能有很大影響，材料的結(jié)構(gòu)影響材料的性能。Feng Wang等學(xué)者將3D打印和定向冷凍法結(jié)合起來(lái)，制得了具有層狀均勻排布細(xì)管狀的CNTs/CNFs復(fù)合材料。該復(fù)合材料的外層為絕緣隔熱的CNFS，內(nèi)層為高導(dǎo)熱的碳納米管。這種特殊的結(jié)構(gòu)能使熱量沿著管內(nèi)誘導(dǎo)散熱 ，面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)為0.302 W/（m·K）。兩種方法共同作用，讓復(fù)合氣凝膠擁有排列緊密，均勻有序的多孔結(jié)構(gòu)。形成了有效的三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，減少了熱量損失。該復(fù)合材料在輕質(zhì)化和高導(dǎo)熱的熱界面材料中受到廣泛應(yīng)用。

總結(jié)表中數(shù)據(jù)可以得出，在碳納米管含量較低時(shí)，導(dǎo)熱顆粒無(wú)法形成有效的導(dǎo)熱路徑。隨著填料含量的增大，導(dǎo)熱系數(shù)越來(lái)越大，最終達(dá)到峰值。多種方法與3D打印法相互結(jié)合使用，也能協(xié)同促進(jìn)碳納米管在聚合物基體中的分散，使得復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)提高。相比無(wú)機(jī)非金屬導(dǎo)熱填料如氮化硼等，碳納米管的導(dǎo)熱優(yōu)勢(shì)更明顯。但如何解決其在基體中難以分散的難題還尚待進(jìn)一步探究。

1.4

「氮化硼型導(dǎo)熱復(fù)合材料」

在各種導(dǎo)熱填料中，氮化硼因其化學(xué)穩(wěn)定性、絕緣性、高導(dǎo)熱性和高彈性模量等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種非常有前景的絕緣導(dǎo)熱填料。同時(shí)，它表現(xiàn)出了顯著的各向異性導(dǎo)熱性能，其中面內(nèi)方向［600 W/（m?K）］的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)高于面外方向［30 W/（m?K）］。因此，在制備氮化硼高分子導(dǎo)熱復(fù)合材料時(shí)，需要對(duì)氮化硼填料進(jìn)行校準(zhǔn)，最 大限度地減小傳熱方向上的熱阻，從而獲得更高的通平面導(dǎo)熱系數(shù)。氮化硼材料以其優(yōu)越的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和電學(xué)性能，在航空航天與國(guó)防制造領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。3D打印技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)氮化硼填料的有序?qū)R，顯著提高導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，甚至提高材料的其他性能。圖5是3D打印熱塑性聚氨酯（TPU）/氮化硼（BN）復(fù)合材料的制備示意圖。Gao等通過(guò)3D打印技術(shù)制備了熱塑性聚氨酯/氮化硼納米片復(fù)合材料。結(jié)果表明，熱塑性聚氨酯/氮化硼納米片復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能主要取決于噴嘴直徑/層厚的比值，而對(duì)打印速度的依賴性較小。他們認(rèn)為增大噴嘴直徑會(huì)減小噴嘴內(nèi)的絕 對(duì)力從而減小氮化硼的取向度，而增大打印速度對(duì)氮化硼的取向度影響不大。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于某一噴嘴，提高打印速度和減小層厚都可以提高氮化硼納米片的取向度，但打印速度過(guò)高容易導(dǎo)致打印缺陷，層厚過(guò)低則會(huì)導(dǎo)致相鄰填料間脫黏，致密性較差。

圖5 3D打印熱塑性聚氨酯/氮化硼納米片復(fù)合材料的制備示意圖

表4是通過(guò)3D打印技術(shù)制備的不同種類的氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料。材料的性能取決于材料的結(jié)構(gòu)，使用3D打印技術(shù)制備氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料時(shí)，影響其導(dǎo)熱性能的因素包括氮化硼填料的粒徑、負(fù)載量以及3D打印設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)。Li等采用3D打印技術(shù)制備了等規(guī)聚丙烯/六方氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料，他們發(fā)現(xiàn)粒徑越大的氮化硼在基體中的取向度越高，熱導(dǎo)率越大。Chen等采用3D打印技術(shù)制備了聚酰胺/六方氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料，Lee等采用磁場(chǎng)輔助3D打印制備了UV樹(shù)脂/六方氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料，試驗(yàn)結(jié)果都表明隨著基體中氮化硼填料負(fù)載量的增加，導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能也在逐步提高。Liu等先將不同含量的BN、Al2O3與液態(tài)PDMS混合攪拌2h，然后逐漸加入固化劑和催化劑，攪拌脫氣進(jìn)行3D打印成型。定向良好的BN板構(gòu)建了有效的導(dǎo)熱通道，并與Al2O3顆粒結(jié)合形成相互連通良好的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，Al2O3顆粒的存在使BN板的黏度增加，使其定向度進(jìn)一步增大。填料取向和雜化填料的共同作用對(duì)提高材料的導(dǎo)熱性能產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)，有效地降低了熱界面電阻。因此，在使用3D打印技術(shù)制備氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料時(shí)，在關(guān)注氮化硼填料粒徑與負(fù)載量的同時(shí)，也需要平衡層厚和打印速度這兩個(gè)參數(shù)間的關(guān)系。

表4 3D打印技術(shù)制備的不同種類的氮化硼導(dǎo)熱復(fù)合材料

1.5

「氮化鋁型導(dǎo)熱復(fù)合材料」

在陶瓷填料中，氮化鋁（AIN）是較為適合作為聚合物復(fù)合材料的填料，因?yàn)樗哂休^高的理論熱導(dǎo)率［319 W/（m?K）］，良好的電氣保險(xiǎn)，低熱膨脹系數(shù)和高機(jī)械強(qiáng)度。Lee等學(xué)者利用3D打印技術(shù)制備得到了丙烯酸樹(shù)脂/AlN復(fù)合材料，如圖6所示。填充30 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）改性AlN制備得到的復(fù)合材料，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.42 W/（m?K），比純的紫外線固化的丙烯酸酯樹(shù)脂［0.12 W/（m?K）］高3.5倍。由于填料?基體相容性的改善，拉伸強(qiáng)度在表面處理前后也從13.9 MPa增加到20.8 MPa。研究表明，3D打印可以很容易地集成到導(dǎo)熱復(fù)合材料的制造中，填料表面改性可以有效地提高復(fù)合材料的熱強(qiáng)度和力學(xué)性能。3D打印的制備方式還可以改善填料和基體之間的界面黏合。

圖6 丙烯酸樹(shù)脂/AlN復(fù)合材料的制備過(guò)程

表5是3D打印法制備的不同種類的氮化鋁復(fù)合材料。從表中可以看出3D打印的制備方式將導(dǎo)熱填料變得更加取向化，從而使得復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)均有所增加。Lin等使用液態(tài)光敏樹(shù)脂使h?BN和AlN填料更好地分散在基體中，然后在3D打印過(guò)程中通過(guò)擠壓和逐層彎曲使h?BN水平取向，以構(gòu)建熱傳遞路徑。利用AlN的片狀結(jié)構(gòu)使其鑲嵌入網(wǎng)絡(luò)狀的h?BN中，利用兩者的協(xié)同的作用可以較大程度地提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

表5 3D打印技術(shù)制備的不同種類的氮化鋁導(dǎo)熱復(fù)合材料

1.6

「液態(tài)金屬型導(dǎo)熱復(fù)合材料」

鎵基液態(tài)金屬（LM）是一類新興的多功能材料，因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)熱性和導(dǎo)電性、不揮發(fā)性和流變性，并在軟體機(jī)器人、3D打印、柔性導(dǎo)體和可穿戴能源技術(shù)等新興應(yīng)用方面顯示出巨大的潛力，其最有前途的應(yīng)用之一是作為熱管理材料。Sumin Moon等學(xué)者通過(guò)將LM的體積分?jǐn)?shù)增加到0.7 %以上并在LM液滴之間插入高k顆粒，通過(guò)這種方法測(cè)得的最 大熱導(dǎo)率高達(dá)17.1 W/（m?K），并且在所有方向上是各向同性的，這比以前的LM復(fù)合材料的熱導(dǎo)率高約70%。即使在這種高體積下，LM復(fù)合材料也是電絕緣的，因?yàn)殡娊^緣聚合物基質(zhì)和Ga2O3清楚地將LM微滴分開(kāi)，斷開(kāi)了LM復(fù)合材料中的電路徑。此外，與之前主要通過(guò)模塑加工的LM復(fù)合材料不同，制備的LM復(fù)合材料在高體積下表現(xiàn)出剪切變稀行為和適合3D打印的屈服應(yīng)力。

圖7 光固化樹(shù)脂/液態(tài)金屬?gòu)?fù)合材料的制備過(guò)程

結(jié)語(yǔ)

3D打印法自帶的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有效地提升了導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，為各種不同種類的導(dǎo)熱復(fù)合材料提供了新的思路。相比于其他三維成型方式，3D打印法具備以下優(yōu)勢(shì)：

（1）3D打印技術(shù)，可以控制導(dǎo)熱填料的位置和方向，在低添加量時(shí)就可以形成導(dǎo)熱通路，凸顯出高效導(dǎo)熱性及環(huán)保性。

（2）冰模板法、自組裝法等往往耗時(shí)較長(zhǎng)，程序復(fù)雜，但3D打印法操作步驟較為簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的生產(chǎn)，而且為新的應(yīng)用開(kāi)辟了多功能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可能性。

3D打印溫度、材料堆疊方式、填料體積含量等工藝參數(shù)都會(huì)影響復(fù)合材料的成型，對(duì)復(fù)合材料的熱管理性能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在未來(lái)的研究中一方面要注重導(dǎo)熱填料的改性，另一方面可以通過(guò)研究較好3D打印參數(shù)以此協(xié)同提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

論文引用信息：

相利學(xué),唐波,周剛等.3D打印技術(shù)在高導(dǎo)熱復(fù)合材料中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)塑料,2023,37(09):125-132.

XIANG Lixue,TANG Bo,ZHOU Gang,et al.A review of application research on 3D printing technology in high thermal conductivity engineering plastics[J].CHINA

PLASTICS,2023,37(09):125-132.

DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.09.018

來(lái)源：復(fù)材應(yīng)用技術(shù)