發(fā)布日期:2018-11-09 14:46:24
2018年11月09日3D虎訊:在題為“ 用于熔融沉積建模3D打印的聚(丁二酸丁二醇酯)/聚丙交酯共混物的制備和表征 ”的論文中,研究人員討論了他們?nèi)绾伍_發(fā)出一種具有高強度和韌性的用于FDM 3D打印機的新型可生物降解材料。將一系列聚(丁二酸丁二醇酯)(PBS)基聚合物材料與PLA共混,PLA是一種流行且有效的3D打印材料,具有極低的斷裂伸長率,因此需要開發(fā)更好、更具延展性的材料。PBS是一種半結(jié)晶脂族聚合物,具有優(yōu)異的加工性、熱穩(wěn)定性和生物降解性。此外,它還具有高延展性并且具有相對低的熔點。
研究人員指出:“目前很少有關(guān)于使用PBS進(jìn)行3D打印的已發(fā)表研究,一個原因是其低熔體強度使得在擠出時難以連續(xù)形成單絲,這使得打印失敗一半。而且,冷卻過程中相對大的體積收縮引起的變形可能在結(jié)晶后發(fā)生,從而導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷。因此,對于解決上述缺點并使材料適合于FDM 3D打印,PBS的改性是非常必要的?!?/span>
混合這兩種材料可以結(jié)合它們的優(yōu)點并彌補它們的弱點。研究人員制備了具有不同成分的PBS / PLA混合物,目的是驗證它們對3D打印的適用性。研究人員研究了共混物的流變性、熱性能和機械性能,并用其3D打印了不同的樣品,以評估它們對FDM 3D打印技術(shù)的適用性,還評估了3D打印樣品中的層間粘合強度。
據(jù)研究人員稱,這些混合物都表現(xiàn)出優(yōu)異的加工性能,可以擠出成1.75直徑的長絲。
“隨著PBS含量的增加,混合物的斷裂伸長率和沖擊強度出現(xiàn),”研究人員稱。“然而,由于共混物中較高的結(jié)晶度導(dǎo)致較大的體積收縮,打印條的變形增加。此外,由于熔體粘度降低,層間粘合強度提高。當(dāng)共混物中的PLA含量不小于40wt%時,F(xiàn)DM 3D打印可以平穩(wěn)地進(jìn)行,在室溫下既沒有可觀察到的變形也沒有從平臺上脫離??紤]到材料的韌性,打印條的變形和層間粘合強度,PBS60 / PLA40和PBS40 / PLA60是最佳的共混組合物?!?/span>
具有多孔結(jié)構(gòu)的模型可以使用PBS60 / PLA40和PBS40 / PLA60材料成功地3D打印,并且能獲得良好的尺寸精度和光澤的外觀。與商業(yè)3D打印材料相比,這些混合物還具有高剛度和優(yōu)異的延展性。
“此外,由于打印溫度相對較低且無需加熱支撐平臺,這些材料有助于滿足節(jié)能和環(huán)保要求,”研究人員總結(jié)道?!耙虼?,具有珍珠般的光澤和良好的機械性能以及尺寸精度,生物基PBS / PLA共混物是用于生產(chǎn)FDM 3D打印材料的新型有前景的材料,可以應(yīng)用于許多領(lǐng)域,特別是用于建筑設(shè)計?!?/span>
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