与金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料相比，聚合物复合材料具有重量轻、比强度高、易加工成型、绝缘以及耐酸碱腐蚀等优势，广泛应用于航空航天、医用材料和可穿戴设备等领域。通过选择不同的聚合物基体、功能填料和特定的成型工艺（如高拉伸、高剪切速率挤出工艺、磁场诱导取向、定向冷冻和发泡等），可以开发出具有优异机械强度、高导热系数、高导电性或其他功能特性的聚合物复合材料，这些材料在微传感器、生物医学、电化学储能和机器人等领域的应用日益广泛。
       近年来，成型加工技术（如三维（3D）打印，也称为“增材制造”、“快速原型制造”和“直接数字制造”）的快速发展，为材料成分、几何形状和内部结构的控制提供了前所未有的可能性，对航空航天、汽车、电子、建筑和生物医学领域的优化设计和可控制造过程产生了重大影响。3D打印技术使得传统加工方法难以构建的复杂形状和结构成为可能，在新型功能聚合物复合材料的开发中显示出其独特优势。此外，3D打印技术还能实现填料在聚合物基体中的可控分布。3D打印技术与聚合物复合材料的结合，为材料的可控设计和工程应用开辟了新的潜力，代表了超越性能限制和拓宽应用范围的关键方向。
        在3D打印技术和聚合物复合材料领域，各研究团队致力于通过升级硬件或微调打印参数来增强3D打印技术，以满足聚合物复合材料的独特加工要求。一些团队则专注于开发新型3D打印耗材，如基于聚合物复合材料的新型打印丝材、墨水、光敏树脂和粉末。另一些团队则致力于探索3D打印 技术在制备和应用功能聚合物复合材料方面的潜力，重点关注功能填料分布和拓扑形状对3D打印产品性能和功能特性的影响。本综述全面回顾了3D打印技术在聚合物复合材料领域的最新研究进展和应用，旨在为该领域的研究提供更深入的理解，并展望其未来发展趋势和应用前景。
 
 
图1 FDM（熔融沉积成型）（A）和DIW（直接墨水书写）（B）3D打印的原理示意图。经许可复制。50 版权所有 2016，Springer Nature。
解析
1. FDM（熔融沉积成型）
定义：FDM是一种广泛使用的3D打印技术，特别适用于热塑性聚合物材料。
工作原理：
热塑性丝材：FDM使用热塑性聚合物丝材作为打印材料，这种丝材在加热到一定温度后会熔化。
熔化与挤出：在打印过程中，丝材被加热至熔化状态，并通过打印头的喷嘴挤出。
逐层构建：挤出的熔化材料按照预定的路径逐层沉积在打印平台上，随着每一层的固化，最终构建出三维物体。
特点：
成本低：FDM设备相对便宜，操作简单。
材料兼容性好：适用于多种热塑性聚合物材料。
应用广泛：常用于概念建模、装饰加工和功能部件制造。
2. DIW（直接墨水书写）
定义：DIW是一种通过连续挤出流变材料（通常是具有特定流变性质的墨水）来逐层构建复杂3D结构的3D打印技术。
工作原理：
流变材料：DIW使用的墨水需要具有适当的粘度和流变性质，以确保能够顺利通过喷嘴并准确沉积。
连续挤出：墨水在压力作用下通过喷嘴连续挤出，并按照特定的路径逐层沉积。
固化与成型：沉积后的墨水通过光聚合或热固化等方式迅速固化，形成稳定的三维结构。
特点：
材料多样性：DIW适用于多种材料，包括无机填料增强的聚合物复合材料。
灵活性高：打印参数可调，以适应不同材料的打印需求。
应用前景广：在组织工程、柔性电子和微纳制造等领域具有巨大潜力。
3. 图示解析
图1A（FDM）：
展示了FDM打印过程中热塑性丝材在加热熔化后通过喷嘴挤出，并逐层沉积在打印平台上的过程。
强调了FDM技术的层状构建特点和喷嘴的精确控制。
图1B（DIW）：
展示了DIW打印过程中流变材料在压力作用下通过喷嘴连续挤出，并按照特定路径逐层沉积的过程。
突出了DIW技术在处理复杂流变材料和实现高精度打印方面的优势。
4. 整体意义
这段文字和图示共同介绍了FDM和DIW两种3D打印技术的基本原理和工作过程。
通过对比两种技术的特点和应用领域，展示了3D打印技术在聚合物复合材料制造中的多样性和灵活性。
为后续讨论3D打印技术在聚合物复合材料领域的最新研究进展和应用提供了基础背景知识。
 
 
图2 连续纺织亚麻纤维（CTFF）/尼龙6（PA6）复合材料的熔融沉积成型（FDM）3D打印示意图。经许可转载。58 版权所有 2022，爱思唯尔。
解析
1、这是指论文或报告中提到的第二个图示，用于展示某种特定的信息或过程。
2、连续纺织亚麻纤维（CTFF）/尼龙6（PA6）复合材料：
*连续纺织亚麻纤维（CTFF）：指的是一种通过纺织工艺连续生产的亚麻纤维，这种纤维具有连续性和一定的强度，适用于复合材料制备。
*尼龙6（PA6）：是一种常见的热塑性聚合物，具有良好的机械性能和加工性能，常用于制备复合材料。
*复合材料：是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。这里指的是CTFF和PA6两种材料复合而成的材料。
3、熔融沉积成型（FDM）3D打印：
*熔融沉积成型（FDM）：是一种3D打印技术，通过将热塑性材料加热至熔融状态，然后通过喷嘴挤出并沉积在打印平台上，逐层堆积形成三维实体。
*3D打印：是一种快速成型技术，通过逐层打印的方式来构造物体，能够直接从数字模型生成实体物品。
4、示意图：
指的是为了说明某种原理、过程或结构而绘制的简图，通常用于帮助理解复杂的概念或过程。
5、经许可转载：
表示该图示的转载已经得到了原版权所有者的许可，确保了版权使用的合法性。
版权所有 2022，爱思唯尔：
表明该图示的版权归爱思唯尔（Elsevier）所有，爱思唯尔是一家全球知名的学术出版公司，拥有大量的学术资源和出版物。
总结
图2展示了连续纺织亚麻纤维（CTFF）和尼龙6（PA6）复合材料通过熔融沉积成型（FDM）3D打印技术制备的示意图。这一图示有助于理解FDM 3D打印技术在制备特定复合材料方面的应用，同时强调了版权许可的重要性。
 
 
图3 典型的VP（光固化立体印刷）3D打印技术示意图（A）；经许可转载。75 版权所有 2016，Wiley-VCH。通过VP 3D打印技术构建的组织工程支架（B）；经许可转载。76 版权所有 2010，Elsevier。CLIP（连续液面生产）3D打印技术示意图（C）及CLIP 3D打印产品的表面扫描电子显微镜（SEM）图像（D）。经许可转载。77 版权所有 2015，AAAS。
解析
这段文字描述了图3中展示的关于VP（光固化立体印刷）和CLIP（连续液面生产）两种3D打印技术的示意图及相关应用实例，并注明了图片的转载许可和版权信息。
1、VP 3D打印技术示意图（A）：
*VP（光固化立体印刷）是一种3D打印技术，通过使用光敏树脂在紫外光的照射下逐层固化来构建三维物体。
*图A展示了VP 3D打印技术的典型工作原理示意图，包括光源、光敏树脂槽、构建平台等关键部件。
2、组织工程支架（B）：
*图B展示了通过VP 3D打印技术构建的组织工程支架。组织工程支架是用于支持细胞生长和分化的三维结构，广泛应用于再生医学领域。
*这种支架可以通过精确控制孔隙大小、形状和分布来模拟天然细胞外基质的环境，从而促进细胞的附着、增殖和分化。
3、CLIP 3D打印技术示意图（C）：
*CLIP（连续液面生产）是一种新型的3D打印技术，它利用紫外光在光敏树脂的液面下连续照射，使树脂在光的作用下逐层固化，同时构建平台不断上升，从而实现物体的连续打印。
*图C展示了CLIP 3D打印技术的工作原理示意图，强调了其连续打印的特点。
4、CLIP 3D打印产品的表面SEM图像（D）：
*SEM（扫描电子显微镜）是一种高分辨率的显微镜，能够观察材料表面的微观结构。
*图D展示了通过CLIP 3D打印技术制备的产品的表面SEM图像，这些图像揭示了打印产品表面的微观形貌和结构特征，对于评估打印质量和材料性能具有重要意义。
总结
这段文字和对应的图3展示了VP和CLIP两种3D打印技术的工作原理示意图以及VP技术在组织工程支架构建中的应用实例，同时提供了CLIP打印产品的表面微观结构图像。这些信息对于理解3D打印技术在材料科学和生物医学工程领域的应用具有重要意义。
 
 
图4 粉末床熔融（PBF）3D打印过程示意图（A）；经许可复制。89 版权所有 2022，爱思唯尔。
融合层形成过程示意图（A0）；经许可复制。90 版权所有 2023，爱思唯尔。揭示了PBF 3D打印中观察到的球化现象（B）。经许可复制。90 版权所有 2023，爱思唯尔。
解析
这段文字描述了与3D打印技术，特别是粉末床熔融（Powder Bed Fusion, PBF）3D打印相关的几张图示及其版权信息。以下是对这段文字的详细解析：
 
1、图4 粉末床熔融（PBF）3D打印过程示意图（A）：
*内容：这张图展示了PBF 3D打印的基本过程。PBF是一种3D打印技术，它通过逐层熔化粉末材料（如金属、陶瓷或聚合物）来构建三维物体。
*版权信息：该图示经许可复制，版权归2022年的爱思唯尔（Elsevier）所有。
2、融合层形成过程示意图（A0）：
*内容：这张图详细描绘了PBF 3D打印中融合层（即每一层粉末被熔化并凝固后形成的层）的形成过程。这有助于理解PBF技术中如何通过逐层堆积来构建物体。
*版权信息：该图示同样经许可复制，版权归2023年的爱思唯尔所有。
3、揭示了PBF 3D打印中观察到的球化现象（B）：
*内容：球化现象是PBF 3D打印中可能出现的一种缺陷，表现为熔化的粉末在凝固过程中形成球状颗粒，而不是均匀地融合在一起。这种现象可能影响打印物体的质量和性能。图B展示了这种球化现象的示意图。
*版权信息：该图示也是经许可复制，版权归2023年的爱思唯尔所有。
总结
这段文字主要介绍了与PBF 3D打印技术相关的几张关键图示，包括打印过程示意图、融合层形成过程示意图以及球化现象示意图，并提供了这些图示的版权信息。这些图示对于理解PBF 3D打印的工作原理、过程以及可能出现的缺陷具有重要意义。
 
 
图5 电液动力微喷墨（EHD MJ）3D打印过程示意图（A）；打印过程中通过不同喷射偏转获得的不同图案（锯齿形和圆形）（B）。根据知识共享CC BY许可条款重制。106 版权所有 2020年，Ievgenii Liashenko等人。
解析
1、图5A：电液动力微喷墨（EHD MJ）3D打印过程示意图
*电液动力微喷墨（EHD MJ）3D打印：这是一种结合了电液动力学原理和微喷墨技术的3D打印方法。它利用电场控制液体喷射，实现高精度的材料沉积，特别适用于微纳米尺度的3D打印应用。
*示意图：图5A展示了EHD MJ 3D打印的基本原理和工作流程。这通常包括喷嘴设计、电场控制、液体供给和喷射过程等关键要素。通过精确控制电场，可以实现液体微滴的精确喷射和定位，从而构建出复杂的三维结构。
2、图5B：打印过程中通过不同喷射偏转获得的不同图案（锯齿形和圆形）
*不同喷射偏转：在EHD MJ 3D打印过程中，通过调整电场强度和方向，可以控制液体微滴的喷射方向和偏转角度。这种调整使得打印头能够在不同位置精确沉积材料，从而形成复杂的图案和结构。
*不同图案（锯齿形和圆形）：图5B展示了通过调整喷射偏转角度获得的不同图案。锯齿形和圆形图案是两种典型的例子，它们展示了EHD MJ 3D打印技术在构建复杂几何形状方面的灵活性和精确性。这些图案的形成依赖于对电场控制的精确掌握，以及对液体材料性质的深入理解。
3、版权信息
*根据知识共享CC BY许可条款重制：这意味着该图片可以在遵循知识共享CC BY许可条款的前提下被自由使用、分享和修改。CC BY许可要求用户在使用时必须给予原作者适当的署名，并标明图片的来源。
*版权所有 2020年，Ievgenii Liashenko等人：这表明该图片的原始版权归Ievgenii Liashenko等人所有，他们是在2020年创作了这张图片。在使用和引用这张图片时，需要尊重原作者的版权，并遵循相关的许可条款。
 
 
图6 滑石粉/聚丙烯（PP）复合材料的制备及3D打印过程（A）；经许可转载。115 版权所有 2020，爱思唯尔。
回收碳纤维增强聚醚醚酮（rCF/PEEK）复合材料的制备及3D打印过程（B）。经许可转载。116 版权所有 2020，爱思唯尔。
解析
这段文字描述了两个图表的来源和内容，具体解析如下：
1、图表内容：
*图6(A)：展示了滑石粉/聚丙烯（PP）复合材料的制备过程和3D打印过程。滑石粉作为一种无机填料，被添加到聚丙烯基体中，通过特定的制备工艺制成复合材料，并进一步通过3D打印技术加工成所需形状的产品。
*图6(B)：展示了回收碳纤维增强聚醚醚酮（rCF/PEEK）复合材料的制备过程和3D打印过程。这里使用了回收的碳纤维作为增强材料，与聚醚醚酮基体复合，同样通过3D打印技术实现复杂形状的加工。
2、版权信息：
两个图表均经许可转载，版权分别归爱思唯尔（Elsevier）所有，具体年份为2020年。这表明这些图表的信息是可靠且经过专业审核的。
3、技术背景：
*滑石粉/PP复合材料：滑石粉的加入可以改善聚丙烯的某些性能，如提高刚度、降低收缩率等，使其更适合于特定的应用场景。
*rCF/PEEK复合材料：回收碳纤维的使用不仅有助于降低成本，还符合可持续发展的理念。聚醚醚酮（PEEK）是一种高性能的工程塑料，具有优异的耐热性、机械性能和化学稳定性。将回收碳纤维与PEEK复合，可以显著提高材料的强度和刚度，同时保持其原有的优异性能。
4、3D打印技术的应用：
3D打印技术为这两种复合材料的加工提供了灵活性和高效性。通过3D打印，可以制造出传统加工方法难以实现的复杂形状和结构，从而拓宽了复合材料的应用范围。
5、研究意义：
这些研究不仅展示了3D打印技术在复合材料加工中的应用潜力，还为开发新型高性能复合材料提供了新的思路和方法。通过优化复合材料的组成和3D打印工艺参数，可以进一步提高材料的性能和打印质量，满足不同领域的需求。
 
 
图7 三烯和四硫醇作为主要成分的DIW 3D打印墨水的示意图及其光聚合反应（A）；已获皇家化学学会2023年版权许可重印。制备的大豆分离蛋白/丝素蛋白（SPI/SF）混合墨水的示意图及其DIW 3D打印（B）。根据完整参考文献引用条款2021年美国化学学会版权重印。
解析
一、图7A部分解析
三烯和四硫醇作为主要成分的DIW 3D打印墨水的示意图及其光聚合反应
1、三烯和四硫醇：这是两种化学物质，它们作为墨水的主要成分。三烯可能指的是含有三个双键的烯烃类化合物，而四硫醇则是指含有四个硫醇基团（-SH）的化合物。
2、DIW 3D打印墨水：DIW（Direct Ink Writing）是一种3D打印技术，它通过直接挤出墨水来构建三维结构。这里的墨水特指由三烯和四硫醇组成的特殊墨水。
3、示意图：图7A展示了一个示意图，描述了这种墨水的内部结构和组成。
4、光聚合反应：这是指墨水在光照条件下发生的聚合反应。三烯和四硫醇在光照下可能发生交联反应，形成固体聚合物网络，从而实现3D打印结构的固化。
二、图7B部分解析
制备的大豆分离蛋白/丝素蛋白（SPI/SF）混合墨水的示意图及其DIW 3D打印
1、大豆分离蛋白/丝素蛋白（SPI/SF）混合墨水：这是一种由大豆分离蛋白（SPI）和丝素蛋白（SF）混合而成的特殊墨水。大豆分离蛋白是一种植物蛋白，而丝素蛋白则来源于蚕丝，具有良好的生物相容性和机械性能。
2、示意图：图7B展示了这种混合墨水的内部结构和组成，可能包括SPI和SF分子的排列方式、相互作用等。
3、DIW 3D打印：同样采用DIW技术，使用这种SPI/SF混合墨水进行3D打印。由于SPI和SF的特殊性质，这种墨水可能具有良好的打印性能和打印后结构的稳定性。
4、根据完整参考文献引用条款2021年美国化学学会版权重印：这部分说明了图7B的版权信息，表明该图是根据2021年美国化学学会的某篇参考文献中的条款进行重印的，确保了图片的合法使用。
 
 
图8 BDM/ALCR树脂的聚合机理、打印方法及样品打印（A）；已获授权转载。143版权所有©2023，爱思唯尔。UV固化自由基/阳离子混合光敏树脂中互穿聚合物网络形成的示意图（B）。已获授权转载。144版权所有©2021，Wiley Periodicals LLC。
解析
这段文字描述了图8中展示的两个与3D打印聚合物复合材料相关的关键内容：
1、BDM/ALCR树脂的聚合机理、打印方法及样品打印（图8A）：
*聚合机理：这部分可能详细展示了BDM（一种新型双马来酰亚胺树脂）和ALCR（丙烯酸液晶树脂）如何通过特定的化学反应（如加成聚合、交联反应等）形成聚合物网络。
*打印方法：介绍了使用BDM/ALCR树脂进行3D打印的具体技术或方法，可能包括打印参数的设置、打印设备的选择等。
*样品打印：展示了使用BDM/ALCR树脂打印出的实际样品，这些样品可能具有优异的热稳定性和机械性能，如高初始分解温度、高最大分解温度、高拉伸强度、高弯曲强度和冲击强度等。
2、UV固化自由基/阳离子混合光敏树脂中互穿聚合物网络形成的示意图（图8B）：
*UV固化：描述了通过紫外线照射引发光敏树脂中的光引发剂，从而触发自由基和/或阳离子聚合反应的过程。
*自由基/阳离子混合：这种混合聚合体系结合了自由基聚合和阳离子聚合的优点，可以形成具有优异性能的聚合物材料。自由基聚合通常提供快速的固化速度和良好的粘附性，而阳离子聚合则提供优异的热稳定性和化学稳定性。
*互穿聚合物网络（IPN）：IPN是一种特殊的聚合物结构，其中两种或多种聚合物网络相互贯穿而不发生化学键合。这种结构可以显著提高材料的机械性能、热稳定性和耐化学腐蚀性。图8B的示意图可能展示了IPN的形成过程，包括两种聚合物网络如何通过非共价键（如范德华力、氢键等）相互连接和交织。
整体解析：
这段文字和对应的图8展示了3D打印聚合物复合材料领域中的两个重要方面：一是新型树脂材料的开发和应用，二是通过先进的聚合技术（如UV固化和IPN形成）来优化材料的性能。这些研究不仅提高了3D打印产品的质量和性能，还为聚合物复合材料在更广泛领域的应用提供了可能。
 
 
图9 新型FeOx/PA12纳米复合材料粉末的制备及粉末床熔融（PBF）3D打印示意图。经许可转载。版权所有 © 2020，英国皇家化学学会。
解析
一、图9内容概述：
图9展示了新型FeOx/PA12纳米复合材料粉末的制备流程及其在粉末床熔融（Powder Bed Fusion, PBF）3D打印技术中的应用示意图。这种纳米复合材料结合了铁氧化物（FeOx）和聚酰胺12（PA12）的特性，旨在通过3D打印技术制造出具有特定性能的材料。
二、制备流程：
粉末制备：首先，需要将铁氧化物（FeOx）纳米颗粒与聚酰胺12（PA12）粉末进行混合。这一过程可能涉及机械混合、溶液混合或其他复合技术，以确保纳米颗粒在聚合物基质中均匀分散。
粉末特性调整：根据需要，可能需要对混合后的粉末进行进一步的处理，如调整粉末的粒径分布、表面化学性质等，以优化其在PBF 3D打印过程中的表现。
三、PBF 3D打印过程：
铺粉：在PBF 3D打印机的工作平台上均匀铺上一层薄薄的FeOx/PA12纳米复合材料粉末。
激光熔融：利用高精度热源（如激光或电子束）按照预设的3D模型数据逐点熔融粉末，形成熔池。激光或电子束的能量使粉末颗粒局部熔化并相互融合。
逐层构建：完成一层打印后，工作平台下降一定高度，再铺上一层新的粉末，热源继续熔融新一层的粉末，并与前一层已熔融的部分牢固结合。如此反复，直至整个3D物体构建完成。
四、技术特点与优势：
高材料利用率：PBF技术通过逐层熔融粉末来构建物体，材料利用率高，减少了废料产生。
设计自由度大：能够制造出复杂结构的物体，满足各种功能性应用的需求。
性能可调：通过调整FeOx纳米颗粒的含量和分布，可以调控复合材料的机械性能、热稳定性、磁性等特性。
五、应用前景：
这种新型FeOx/PA12纳米复合材料粉末及其PBF 3D打印技术在航空航天、生物医学、汽车制造等领域具有广泛的应用前景。例如，可以制造出具有特定磁性能或热导率的零部件，或者用于生物医学植入物的定制化生产。
版权信息：
该图及其内容经英国皇家化学学会许可转载，版权归其所有。这表明该研究成果具有一定的学术价值和影响力，得到了权威机构的认可。
 
 
 
图10 有序排列的石墨烯纳米片（o-GNPs）/聚乳酸（PLA）导热复合材料的3D打印示意图（A）和扫描电子显微镜（SEM）图像（B）；GNPs/PLA复合材料的热导率（λ）（C）；版权所有©2022，中国科学院，经许可复制。六方氮化硼（hBN）/热塑性聚氨酯（TPU）导热复合材料的3D打印示意图（D），hBN/TPU复合材料的X射线衍射（XRD）图谱和取向结构示意图（E）；hBN/TPU复合材料的热导率（λ）（F）。版权所有©2019，Elsevier，经许可复制。
解析
这段文字主要描述了两组关于3D打印导热聚合物复合材料的图示及其相关信息，并指明了这些图示和数据的来源及版权信息。
1、o-GNPs/PLA导热复合材料：
图示A：展示了有序排列的石墨烯纳米片（o-GNPs）与聚乳酸（PLA）复合材料的3D打印过程示意图。这种有序排列有助于提升复合材料的热导率。
图示B：提供了o-GNPs/PLA复合材料的扫描电子显微镜（SEM）图像，这些图像展示了复合材料内部的微观结构，有助于理解其导热性能。
图示C：展示了GNPs/PLA复合材料的热导率（λ）数据，表明通过有序排列GNPs可以显著提升PLA复合材料的热导率。
2、hBN/TPU导热复合材料：
图示D：展示了六方氮化硼（hBN）与热塑性聚氨酯（TPU）复合材料的3D打印过程示意图。hBN作为一种高效的导热填料，被用于提升TPU的热导率。
图示E：提供了hBN/TPU复合材料的X射线衍射（XRD）图谱和取向结构示意图。XRD图谱用于分析复合材料的晶体结构，而取向结构示意图则展示了hBN在TPU基体中的排列方式，这对于理解复合材料的导热性能至关重要。
图示F：展示了hBN/TPU复合材料的热导率（λ）数据，表明通过3D打印技术可以制备出具有高导热性能的hBN/TPU复合材料。
3、版权信息：
中国科学院拥有o-GNPs/PLA复合材料相关图示和数据的版权（2022年）。
Elsevier拥有hBN/TPU复合材料相关图示和数据的版权（2019年）。
这段文字不仅提供了关于3D打印导热聚合物复合材料的重要信息，还强调了知识产权的重要性，确保了原始研究工作的认可和保护。
 
 
图11 金字塔结构示意图（A）；经许可转载。178 版权所有 2017，Springer-Verlag GmbH 德国。电磁干扰屏蔽梯度导电MXene/碳纳米管/聚酰亚胺气凝胶框架（GCMCP）的制备及机理示意图（B）；根据知识共享CC BY许可转载。179 版权所有 2023，Tiantian Xue等人。3D打印碳纳米纤维/聚己内酯（CNF/PCL）复合材料及其电磁干扰屏蔽机理示意图（C）；经许可转载。180 版权所有 2023，Elsevier。
解析
这段文字描述了来自一篇关于3D打印聚合物复合材料技术进展的综述文章中的图11，该图包含三个子图，分别展示了不同的结构和机理：
1、金字塔结构示意图（A）：
来源：该图来源于Springer-Verlag GmbH德国出版社2017年的一篇文章，并经过许可转载。
内容：虽然具体内容未在原文中直接展示，但根据描述，这是一个金字塔结构的示意图，可能用于展示某种3D打印结构的设计或优化效果，特别是在电磁干扰（EMI）屏蔽方面的应用。金字塔形状可能通过改变3D打印样品的几何形状来增强低导电性样品的EMI屏蔽效果。
2、电磁干扰屏蔽梯度导电MXene/碳纳米管/聚酰亚胺气凝胶框架（GCMCP）的制备及机理示意图（B）：
来源：该图根据知识共享CC BY许可转载自2023年Tiantian Xue等人的一篇文章。
内容：此图展示了GCMCP的制备过程及其电磁干扰屏蔽的机理。GCMCP是一种通过DIW（直接墨水书写）3D打印技术构建的梯度导电复合材料，结合了MXene、碳纳米管（CNT）和聚酰亚胺（PI）气凝胶。图中可能详细描绘了材料的分层结构、导电网络的构建方式以及电磁波在材料内部的吸收、反射和再吸收过程。
3、3D打印碳纳米纤维/聚己内酯（CNF/PCL）复合材料及其电磁干扰屏蔽机理示意图（C）：
来源：该图来源于Elsevier出版社2023年的一篇文章，并经过许可转载。
内容：此图展示了CNF/PCL复合材料的3D打印过程及其电磁干扰屏蔽的机理。通过FDM（熔融沉积成型）3D打印技术制备的CNF/PCL复合材料，其中碳纳米纤维（CNF）在打印过程中沿打印方向定向排列，形成了导电网络结构，从而赋予材料优异的电磁干扰屏蔽性能。图中可能详细描绘了打印过程中材料的流动、CNF的定向排列以及电磁波在材料中的传播和衰减过程。
4、整体解析：
这段文字和对应的图11共同展示了3D打印技术在制备具有特定功能（如电磁干扰屏蔽）的聚合物复合材料方面的应用。通过不同的3D打印技术和材料组合，可以设计出具有优异性能的结构和器件。这些研究不仅推动了3D打印技术的发展，也为电磁兼容性和电子设备的小型化、集成化提供了新的解决方案。
 
 
图12：MWCNT/PPR复合材料的FDM 3D打印示意图。根据知识共享CC BY许可协议复制。版权所有 © 2021，Pawan Verma等人。
 
解析
一、图12内容：
*主题：该图展示了MWCNT（多壁碳纳米管）/PPR（无规共聚聚丙烯）复合材料的FDM（熔融沉积成型）3D打印过程示意图。
*来源与版权：此图是根据知识共享CC BY许可协议复制的，意味着该图可以被自由地分享、改编和用于商业目的，只要给予原作者适当的署名。版权归2021年的Pawan Verma等人所有。
二、技术背景：
*FDM 3D打印：熔融沉积成型是一种常见的3D打印技术，通过将热塑性材料加热至熔融状态，然后通过挤出机逐层沉积来构建三维物体。
*MWCNT/PPR复合材料：多壁碳纳米管（MWCNT）作为一种增强材料，被添加到无规共聚聚丙烯（PPR）基体中，以提高复合材料的机械性能、电导率或热导率等。这种复合材料在3D打印中能够展现出优于单一材料的性能。
三、图示意义：
*打印过程可视化：该示意图直观地展示了MWCNT/PPR复合材料在FDM 3D打印机中的打印过程，包括材料的熔融、挤出和逐层沉积等关键步骤。
*研究方向参考：对于研究3D打印聚合物复合材料的科研人员来说，这样的示意图有助于理解打印过程中的材料行为，以及如何通过调整打印参数来优化最终产品的性能。
*教育价值：在教学和科普场合，这样的示意图能够帮助学生和公众更好地理解3D打印技术和复合材料的应用。
四、学术与应用价值：
*推动技术进步：通过展示MWCNT/PPR复合材料的FDM 3D打印过程，该图有助于推动3D打印技术在聚合物复合材料领域的应用和发展。
*促进材料创新：多壁碳纳米管作为增强材料的加入，为开发具有优异性能的新型复合材料提供了思路，促进了材料科学的创新。
*实际应用潜力：MWCNT/PPR复合材料在航空航天、汽车制造、电子电器等领域具有广泛的应用潜力，该图展示了其制备过程的一种可行方法。
 
 
图13 大型移植物水凝胶3D打印示意图（A）；根据知识共享CC BY许可条款重制。199版权所有 2024，Wiley-VCH GmbH。用于创伤性脑损伤修复和缺陷颅骨再生的仿生双层颅脑贴片示意图（B）。经许可重制。200版权所有 2024，Wiley-VCH GmbH。
解析
这段文字描述了两幅图的来源和版权信息，并简要说明了图的内容。
1、图13（A）：
内容：大型移植物水凝胶3D打印的示意图。
版权信息：根据知识共享CC BY许可条款重制，版权归2024年的Wiley-VCH GmbH所有。
解析：这幅图展示了使用3D打印技术制造大型水凝胶移植物的过程或结果。水凝胶是一种能够吸收并保留大量水分的聚合物材料，常用于生物医学领域，如组织工程和药物传递。3D打印技术使得制造具有复杂形状和结构的水凝胶移植物成为可能。
2、图13（B）：
内容：用于创伤性脑损伤修复和缺陷颅骨再生的仿生双层颅脑贴片的示意图。
版权信息：经许可重制，版权归2024年的Wiley-VCH GmbH所有。
解析：这幅图展示了一种仿生双层结构的颅脑贴片，设计用于修复创伤性脑损伤和促进缺陷颅骨的再生。仿生设计意味着该贴片模仿了自然生物组织的结构和功能，以提高其生物相容性和治疗效果。双层结构可能分别用于不同的功能，如一层促进细胞生长和组织修复，另一层提供机械支撑和保护。
3、整体解析：
这两幅图都涉及3D打印技术在生物医学领域的应用，特别是水凝胶材料和仿生设计在组织工程和再生医学中的潜力。3D打印技术为制造具有复杂结构和功能的生物医学植入物提供了新的方法，有助于推动个性化医疗和精准治疗的发展。
 
 
图14 模拟骨骼的不同晶格结构的几何建模以及3D打印骨植入物的结果（A）；根据知识共享CC BY许可协议转载。196 版权所有 2023，Bankole Oladapo等人。在不同晶胞支柱模型上施加不同载荷时的四种晶格孔隙比较（B）；经许可转载。201 版权所有 2021，爱思唯尔。
解析
图14内容描述：
图14展示了两个部分的内容：
1、部分A：模拟骨骼的不同晶格结构的几何建模以及3D打印骨植入物的结果。
这部分内容可能包含了使用3D打印技术制造的、模拟自然骨骼结构的骨植入物的几何模型和实际打印结果。
通过几何建模，研究人员可以设计出具有特定孔隙结构和力学性能的骨植入物，以更好地匹配自然骨骼的生物学和力学特性。
3D打印技术则使得这些复杂的设计能够得以实现，制造出具有高精度和定制化的骨植入物。
2、部分B：在不同晶胞支柱模型上施加不同载荷时的四种晶格孔隙比较。
这部分内容可能展示了四种不同类型的晶格孔隙结构，在受到不同载荷时的力学响应和性能比较。
晶胞支柱模型是构建晶格结构的基本单元，通过改变晶胞的形状、大小和排列方式，可以设计出具有不同力学性能和孔隙率的晶格结构。
研究人员可能通过实验或模拟的方法，比较了这四种晶格孔隙结构在受到压缩、拉伸或剪切等不同载荷时的应力分布、变形行为和能量吸收能力等性能指标。
3、版权和转载信息：
部分A的内容是根据知识共享CC BY许可协议转载的，这意味着其他人可以在遵守许可协议条款的情况下，自由地分享、修改和使用这部分内容。
部分B的内容是经许可转载的，版权归爱思唯尔所有。这表明在转载或使用这部分内容时，需要获得版权所有者的明确许可。
4、整体意义：
图14展示了3D打印技术在骨植入物制造领域的应用潜力，特别是通过几何建模和晶格结构设计来优化骨植入物的力学性能和生物学特性。这种定制化的设计方法有助于提高骨植入物的成功率和患者的康复效果，是3D打印技术在医疗领域的一个重要应用方向。
 
 
图15 通过3D打印制备的不同结构复合材料。刚性ACMO与柔性MUA之间的动态相互作用示意图及它们的3D打印过程（A）；通过3D打印制备的不同结构（手性、重入式和蜂窝状）复合材料（B）；主要依赖复合材料中氢键和离子键的自修复机制示意图（C）；ACMO/MUA比例为8:2的切割并愈合后的晶格片照片，随后进行100克重量支撑演示（D）。根据知识共享CC BY许可条款复制。212 版权所有 2023，爱思唯尔。
解析
这段文字描述了图15中展示的关于3D打印制备的不同结构复合材料的几个关键方面：
1、动态相互作用及3D打印过程（A部分）：
图中展示了刚性ACMO（4-丙烯酰基吗啉）与柔性MUA（单功能脲）之间的动态相互作用，以及这两种材料通过3D打印技术（具体为DLP，数字光处理）进行加工的过程。
这种动态相互作用对于理解复合材料的性能及其在3D打印过程中的行为至关重要。
2、不同结构复合材料（B部分）：
通过3D打印技术，研究人员能够制备出具有不同拓扑结构的复合材料，包括手性结构、重入式结构和蜂窝状结构。
这些结构的设计旨在优化复合材料的机械性能、热性能或其他特定功能。
3、自修复机制（C部分）：
图中还展示了复合材料自修复机制的示意图，这种机制主要依赖于复合材料内部的氢键和离子键。
当材料受到损伤时，这些化学键能够重新形成，从而实现材料的自修复，延长其使用寿命。
4、自修复效果演示（D部分）：
提供了ACMO/MUA比例为8:2的复合材料在切割后能够自修复的照片证据。
修复后的材料能够支撑100克的重量，表明其自修复效果显著，恢复了足够的结构强度。
5、整体意义：
这段文字和对应的图15共同展示了3D打印技术在制备具有特定结构和功能的聚合物复合材料方面的先进性和多样性。通过精确控制材料的组成和结构，研究人员能够设计出具有优异性能（如自修复能力）的复合材料，这对于推动材料科学的发展具有重要意义。同时，这也为3D打印技术在更广泛领域的应用提供了新的思路和可能性。
 
 
图16 FDM 3D打印CB/PLA复合材料及其响应行为（A）；经许可转载。221 版权所有 2023，爱思唯尔。FDM 3D打印的GPLA复合材料的结构、响应行为及应用（B）；经许可转载。222 版权所有 2021，爱思唯尔。
解析
这段文字主要描述了两张图表的来源和内容概述，这两张图表均来自于关于3D打印聚合物复合材料的研究文献。以下是对图表内容的详细解析：
一、图16A: FDM 3D打印CB/PLA复合材料及其响应行为
1、内容概述：这张图表展示了使用熔融沉积成型（FDM）3D打印技术制造的碳黑（CB）/聚乳酸（PLA）复合材料的打印过程及其响应行为。CB/PLA复合材料是一种结合了碳黑的导电性和PLA的可降解性的功能性材料。
2、关键点：
*FDM 3D打印技术：一种常见的3D打印方法，通过加热并挤出热塑性材料来逐层构建物体。
*CB/PLA复合材料：碳黑作为导电填料，PLA作为基体材料，赋予复合材料特定的电学性能和机械性能。
*响应行为：可能指的是复合材料在特定刺激（如温度、电场等）下的形变、电导率变化等响应。
二、图16B: FDM 3D打印的GPLA复合材料的结构、响应行为及应用
1、内容概述：这张图表展示了使用FDM 3D打印技术制造的石墨烯/聚乳酸（GPLA）复合材料的结构特征、响应行为以及潜在应用。GPLA复合材料结合了石墨烯的高导电性和高强度与PLA的可降解性。
2、关键点：
*GPLA复合材料：石墨烯作为增强填料，显著提高了PLA的导电性和机械强度。
*结构特征：可能包括复合材料的微观结构、层状结构或特定的排列方式，这些结构特征对材料的性能有重要影响。
*响应行为：GPLA复合材料在受到外界刺激时（如温度变化、机械应力等），可能表现出独特的响应，如形状记忆效应、电导率变化等。
*应用：由于GPLA复合材料的优异性能，它们在智能传感器、柔性电子器件、生物医学设备等领域具有广泛的应用潜力。
三、总结
这两张图表共同展示了3D打印技术在制造功能性聚合物复合材料方面的应用，特别是FDM技术在制造具有特定响应行为的复合材料方面的优势。通过调整复合材料的成分和结构，可以实现对材料性能的精确控制，从而满足不同领域的应用需求。
 
 
图17 基于折纸艺术的“3D-2D-3D”设计策略，用于4D打印空心结构。根据知识共享BY-NC许可条款复制。版权所有 © 2022，爱思唯尔。
解析
1、Origami-based “3D–2D–3D” design strategy：
*Origami-based：基于折纸艺术的。折纸是一种通过折叠纸张来创造各种形状和结构的传统艺术，这里将其原理应用于设计策略中。
*“3D–2D–3D” design strategy：“3D-2D-3D”设计策略。这是一种创新的设计方法，首先从一个三维（3D）结构开始，通过特定的折叠或变形技术将其转换为二维（2D）形态，然后再通过某种方式（如加热、加压或添加材料）将其重新转换为三维结构。这种策略在4D打印中特别有用，因为它允许在打印过程中或打印后通过外部刺激（如温度、光照或湿度）实现结构的形状变化。
2、for 4D printing hollow structures：
*4D printing：4D打印。4D打印是3D打印的扩展，它在3D打印的基础上增加了时间维度，即打印出的物体能够随时间变化而改变形状或功能。这种技术通常利用智能材料（如形状记忆聚合物）来实现。
*hollow structures：空心结构。这里指的是通过4D打印技术制造出的具有内部空腔的三维结构。这些结构在航空航天、生物医学等领域有广泛应用，因为它们可以减轻重量、提高性能或实现特定的功能。
3、Reproduced under the terms of the Creative Commons BY-NC license：
Creative Commons BY-NC license：知识共享BY-NC许可。这是一种版权许可协议，允许他人基于原始作品进行再创作和分享，但必须遵守署名（BY）和非商业用途（NC）的条件。这意味着在使用或修改该图片时，需要注明原始作者和来源，并且不能用于商业目的。
4、Copyright © 2022, Elsevier：
*Copyright：版权。这表明该图片或内容的版权归爱思唯尔（Elsevier）所有，未经许可不得擅自使用或复制。
*© 2022：版权年份为2022年，表明该内容是在这一年创作或发布的。
*Elsevier：爱思唯尔是一家全球领先的信息分析公司，专注于科学、技术和医学领域的信息服务，出版了大量高质量的学术期刊和书籍。
 
      聚合物复合材料的3D打印是一个充满活力且前景广阔的研究领域，得益于技术的不断进步和优化。这些发展显著拓宽了聚合物复合材料在各个行业的应用范围。展望未来，聚合物复合材料3D打印领域预计将出现几个关键趋势，这些趋势将对材料的设计、制备和实际应用产生深远影响，为各行业树立新的性能、可持续性和效率标准。
       随着3D打印技术的进步，预计将出现具有越来越复杂微观结构和改进宏观性能的聚合物复合材料。微尺度3D打印和纳米增强材料的集成等创新技术，正在推动开发具有定制物理、机械和热性能的复合材料。这些进步 有望满足航空航天和高性能工程等苛刻领域的需求。
      面对环境挑战和对可持续发展的日益关注，3D打印中对环保材料的重视正在加剧。这一趋势体现在生物基聚合物和可生物降解材料的使用增加，以及能够回收利用聚合物复合材料废料的创新回收工艺的开发。这些进步对于促进环境保护和确立未来制造实践的新标准至关重要。
      将机器学习和人工智能集成到3D打印技术中，是特别有前景的发展前沿。这种协同作用使得设计和制造过程更加精确和高效，涵盖了从材料选择到最终产品测试的各个方面。此外，将先进的计算模型与实验方法相结合，显著提高了我们实时预测和控制材料行为的能力。例如，使用大数据和智能算法优化打印参数，通过预测材料在各种条件下的行为，显著提高了最终产品的质量和性能。https://doi.org/10.1002/inf2.12568

转自《石墨烯研究》公众号