项目名称

低温可降解“智绘笔”笔芯的研制与推广

一、项目基本信息

项目类型

（ ）创新训练项目；（√）创业训练项目；（  ）创业实践项目

立项时间

2019.4

结题时间

2020.7

是否“一流”、“创强项目”

□是（请后附佐证）；☑否

二、项目组成员信息

负责人

姓名

学号

班级

专业

学院

项目分工

邓镓乐

2017030301304

高分子171

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

总负责人

组员

1

蔡娴莹

2017030302332

高分子172

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

财务

2

陆雅雯

2017030302314

高分子172

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

运营

3

黎泽陆

2017030301329

高分子171

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

风险评估

4

杨佳铃

2018030101319

高分子181

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

行政

5

蓝锋

2018030102332

高分子182

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

技术

6

刘展全

2018030101308

高分子181

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

营销

7

黎世文

2017030401345

塑机171

高分子材料加工技术

轻化工技术学院

市场

8

刘瑞金

2018031302305

化妆品182

化妆品经营与管理

轻化工技术学院

市场

三、指导教师信息

指导教师姓名

学历

职称

单位

研究方向

庄文柳

博士

副研究员

广东轻工职业技术学院

高分子材料

吴忠坤

本科（硕士）

党总支副书记

广东轻工职业技术学院

创新创业

四、项目情况（不少于1000字）

项目目标任务：

单独用PCL成本高昂，不利于市场，所以为了提高本产品的核心竞争力，对产品性能进行改性，对以前的产品进行创新，制作出（低熔点、可降解、成本低）的特点，若更便携、低成本、多功能的3D打印笔耗材。参加各类比赛，将产品推入公众视线，打造一款全新的多色的3D打印笔耗材。

完成情况：

1.   已开启产品的改性工作，目前产品性能尚在改进中，力求制出更低成本、多功能的产品；

2.   已参加“挑战杯—彩虹人生”广东职业院校创新创效创业大赛、2019广东省“互联网+”创新创业大赛等各类创新比赛，有效增加了产品的曝光率；

3.   通过多种配方的对比，找出更好的平价替代品，得出能使成本降至最低的配方；

4.   尝试赋予材料更多不同的性能（继续改性），使其具备更多的特性、更多的功能。

实施过程：

1.  确定研究方法

本项目研究的主要内容在于工艺配方研究。为了制备低熔点树脂基复合材料以用作3D打印笔笔芯，选定低熔点的PCL树脂为基体材料，通过共混淀粉等天然高分子材料、选配合适的填料以及添加合适的润滑剂等来逐步改善材料的力学性能、工艺性能以及降低成本等。在配方设计与优化实验中，先用单因素试验优化设计确定各种助剂中的最佳成分，再用正交试验的方法确定最佳助剂的最佳含量。

2.  对配方进行优化

经过收集和整理资料后得出一个配方，该配方含：聚己内酯、淀粉、聚乳酸、聚乙二醇等材料。

3.  实验

根据实验室管理条例，由老师带队进行实验。实验期间，学生对机器的操作不熟，使用时操作不当导致机器出现问题，还有小挤出机无法使用且没有备用的挤出机，导致实验时间超标，实验进度受到严重阻碍，使整个实验的进行都很被动。再者由于有些机器较为老旧，在测试时用了比正常机器更多的时间，拖慢了实验的进度。目前，多色3D打印耗材还未成功实施。

创新特色：

1、技术创新

项目团队基于创新实践小组模式建立。作为当代的大学生，响应国家创新创业的号召，在专业导师的指导下，进行专业内创新创业，把专业的研究成果向市场推广。通过对市场3D打印笔及耗材进行市场调研分析发现，现在3D打印笔及耗材有向低温成型的方向发展，而且目前该市场还处于相对空缺的状态，因此，利用专业知识有针对性地开展可作为3D打印材料的PCL改性研究项目。所制定的聚合物基复合材料技术路线具有工艺方法的优越性。

2、产品创新

目前，市场上三维打印笔所使用的聚合物材料通常是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）、聚乳酸（PLA）和聚碳酸酯（PC）。使用这些材料的三维打印笔的笔头的加热温度通常在100℃以上。例如，使用ABS材料的三维打印笔需要打印头的加热温度达到220℃，而使用PLA材料的三维打印笔需要打印头的加热温度达到205℃，这样就需要耗费大量的能量来使材料熔融，从而造成过多能量的浪费，并且打印头的温度过高也容易造成人员烫伤的危险。因此，市场上迫切需要开发出一种低熔点的用于三维打印机的材料。经查新，发现尚未有3D打印笔耗材的制备，未有儿童教育领域的3D打印笔耗材，未有开发适用于低温3D打印笔耗材制备的加工装备。已形成专利技术。

3、营销创新

随着3D打印技术的发展，3D打印笔的生产成本一步步降低，进入大众所能接受的价格。结合现在互联网的时代，运用互联网+模式的“智绘屋”网络共享3D打印笔推动材料的营销。智绘屋又叫3D打印屋，是能进行数据实时上传，包括智绘屋的3D打印笔的使用状态、位置信息、携带用户信息、启用日期、授权期限等数据，亦包括各智绘屋内的耗材库存状态、结算、押金管理和用户管理等数据的集销售、推广、租借于一体的3D共享屋。

经济效益：

根据我们的产品配方估算（以当前物价为准），生产一吨产品的原材料成本在3.5万元左右，而生产一吨产品的代工费用（人工、水电等）大约在0.5万元左右，合计得到该产品生产成本在4.0万元左右。该材料的推出，将大大降低低温3D打印耗材的成本，为相应产品推广与市场开拓提供更多可能。

该材料10米的重量按30克来算，批发一吨这样的材料要20万元左右，而在京东、淘宝同种规格、同种产品每10米，即30克的价格在10-20元不等，可估算出一吨的价格为33万元到66万元之间，那么该产品从批发到直销的利润空间显而易见。

社会效益：

将传统3D打印机直接应用于小学教育教学中存在着成本高、使用困难、便携性差等问题,而3D打印笔的质量轻、使用方便和价格相对便宜等,把3D打印笔引进小学创意课程,并开展了相应的教学实践，对教学目标、内容设置、效果评价进行检验。合理运用3D打印笔能将小学教育中的数学、信息技术、科学、美术等学科课程内容有机地结合起来,可显著提升学生的空间想象能力,丰富小学课堂的教学形式,充分发挥出3D打印技术的教育价值,有利于学生创造思维的培养。

现在市场大多数的3D打印笔耗材都是属于高温成型，它们的成型温度在180-210℃，这意味着耗材的生产加工和成型使用耗能大，也容易造成烫伤，从某种意义上，我们的材料是占有绝对优势的。

收获及体会：

到目前为止，经过研究，此项目已经找出最佳的可代替PCL实现低成本生产的耗材，接下来需要需要继续研究，将目标定为拥有特殊用途的3D打印耗材，赋予材料市场上尚未被发掘的性能或外观，如：让材料拥有金属质感、使材料拥有发光的能力、使材料拥有长久不散的香气，甚至可食用等等。

通过本项目的研究，让PCL打印笔在儿童教育领域焕发光彩感到无比自豪的同时，增加了我们成员之间的合作精神。在一起探究分析的过程中，项目的研究增强了我们学术性的探究能力和动手思考的能力，为社会环境友好型的发展贡献了一份力量。我们相信，高分子材料在未来的时代发展中，发挥着不可估量的巨大力量。

五、项目成果形式及数量

项目申请书中的预期成果

1.对产品性能进行改性，对以前的产品进行创新

2.制作出更便携、低成本、多功能的线圈

3.参加各类比赛，将产品推入公众视线

4.打造一款全新的多色的3D打印笔

5.2019年8月开启“智绘屋”的建设，面向大众（尤其是幼儿园及中小学）推广线材

项目结题时取得的成果

1.对产品性能进行改性，对以前的产品进行创新

2.参加各类比赛，将产品推入公众视线

项目成果明细：（要求附上相应证明材料或复印件，实物可以用照片等形式存档）

1.□文献资料综述（   ）份；  2.☑调查报告  （  1 ）份 ；

3.□研究论文    （  ）篇 ； 4.□软件       （   ）个；

5.□设计        （  ）份；   6.□硬件研制  （  ）件 ；

7.☑获得专利    （ 1 ）份；   8.□心得体会   （   ）份  ；

9.☑省级以上创新创业比赛获奖  （ 4 ）个；

其他：                                       

六、项目经费使用情况

序号

经费科目

金额（元）

备注

1

材料费

500

2

设备使用与维修费

1000

3

劳务费

1000

4

5

6

7

合计

2500

七、项目实施过程中存在的问题和建议

1.设备情况

机器多次损坏，在操作前先让学生通过专业视频了解如何操作，避免弄坏机器。应定期对挤出机进行检修，避免类似情况再次出现。

2.如何将原有的材料更好的突出其性能

通过改变配方原料的比例，制造出符合市场需求的最佳材料，从而使得产品的吸引性大大增加。  

3.经营管理不善

该专业知识团队是由大学生组成，虽然具备一定的技术及理论知识，但是  缺乏实际的管理经验，对工作中各种问题的处理上，难免会有许多不足之 处。通过对管理学知识的学习，和对引进人才来解决这个问题。

4.资金周转不灵

如果遇到某些突发事件，资金流有断流的风险，资金周转可能面临严重危  机。同时，如果长时间无法解决销售渠道，也有可能面临严重资金周转危 机。 重点做好风险监测，提前融资

5.同行业的恶性竞争  

3D 打印行业如果盲目打价格战，一味拉低行业价格，进行恶性竞争，无疑  对整个行业市场会产生极大的损害。 提高技术壁垒，树立自己的品牌。

八、诚信承诺

主持人签名：

项目组其他成员签名：

2020年7月12日

九、项目评定

指导教师意见

项目完成良好，同意申请结题！

指导教师签名：

                      年　 月　 日

所在部门/二级学院意见

负责人签名：

盖章：

年   月   日

专家意见

专家签名：

年   月   日

创业学院意见

□通过并推荐省级     □通过     □延期     □不通过  

负责人签名：

盖章：

年   月   日