工程塑料因良好的強(qiáng)度、耐候性和熱穩(wěn)定性使其應(yīng)用范圍較廣，尤其是用于制備工業(yè)制品，因此工程塑料成為目前應(yīng)用最廣泛的3D打印材料，特別是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯砜(PPSF)、聚醚醚酮(PEEK)等最為常用。
不同于傳統(tǒng)的注塑，3D打印技術(shù)對(duì)塑料材料的性能和適用性提出了更高的要求，最基本的要求是通過(guò)熔融、液化或者粉末化后具有流動(dòng)性，3D打印成型后通過(guò)凝固、聚合、固化等形成具有良好的強(qiáng)度和特殊功能性。
目前幾乎所有的通用塑料都可以應(yīng)用于3D打印，但由于每種塑料的特性存在差異，導(dǎo)致3D打印的工藝以及制品性能受到影響。
目前影響塑料材料應(yīng)用于3D打印的因素主要有：打印溫度高、材料流動(dòng)性差，導(dǎo)致工作環(huán)境出現(xiàn)揮發(fā)成分，打印嘴易堵，影響制品精密度;普通的塑料強(qiáng)度較低，適應(yīng)的范圍太窄，需要對(duì)塑料做增強(qiáng)處理;冷卻均勻性差，定型慢，易造成制品收縮和變形;缺少功能化和智能化的應(yīng)用。
3D打印產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵是材料，塑料材料作為3D打印最為成熟的材料，目前仍存在較多問(wèn)題：受塑料強(qiáng)度的影響，塑料材料適應(yīng)領(lǐng)域有限，成品的物理機(jī)械特性較差;需要高溫加工、低溫流動(dòng)性差、固化慢、易變形、精密度低;缺少塑料在新材料領(lǐng)域的拓展。
為此，3D打印塑料改性技術(shù)的發(fā)展目前主要有以下四個(gè)方向。
1、流動(dòng)性改性
為了實(shí)現(xiàn)塑料的流動(dòng)改性，可以參考利用潤(rùn)滑劑等進(jìn)行改性。但由于使用過(guò)多的潤(rùn)滑劑會(huì)導(dǎo)致?lián)]發(fā)分增加，切削弱制品的剛性和強(qiáng)度，因此通過(guò)加入高剛性、高流動(dòng)性的球形的硫酸鋇、玻璃微珠等無(wú)機(jī)材料可以彌補(bǔ)塑料流動(dòng)性差的缺陷。對(duì)粉末塑料可采用粉體表面包覆片狀無(wú)機(jī)粉體如滑石粉、云母粉等以增加流動(dòng)性。另外，可在塑料合成時(shí)直接形成微球，以確保流動(dòng)性。
2、增強(qiáng)改性
通過(guò)增強(qiáng)改性，可以提升塑料的剛性和強(qiáng)度。如通過(guò)玻璃纖維、金屬纖維、木質(zhì)纖維增強(qiáng)ABS使復(fù)合材料適合于3D熔融沉積工藝;粉末狀塑料通常通過(guò)激光燒結(jié)，可以通過(guò)復(fù)合多種材料進(jìn)行增強(qiáng)改性，包括添加玻璃纖維的尼龍粉、添加碳纖維的尼龍粉、尼龍與聚醚酮混合等。
3、快速凝固
塑料的凝固時(shí)間與結(jié)晶性密切相關(guān)。為了加快塑料3D熔融沉積后快速凝固成形，可以通過(guò)使用合理的成核劑以加快塑料定型凝固，也可以通過(guò)在塑料材料中復(fù)合不同熱容的金屬以加快凝固的速度。
4、功能化
通過(guò)功能化改性，可拓展塑料在3D打印制造領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。如用于生物醫(yī)療的復(fù)雜器件、導(dǎo)電材料、溫控材料、形變記憶材料等，采用傳統(tǒng)制造方法難以滿足要求，可通過(guò)選擇3D打印成型得到復(fù)雜形狀的制品。
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