【摘 要】
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近年来,熔融沉积成型技术(FDM)因成本低廉,操作简便,适合办公室环境使用等优点,成为3D打印技术中发展最迅速的一种。目前,已广泛应用于工业设计、建筑、医疗、教育等领域。同
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近年来,熔融沉积成型技术(FDM)因成本低廉,操作简便,适合办公室环境使用等优点,成为3D打印技术中发展最迅速的一种。目前,已广泛应用于工业设计、建筑、医疗、教育等领域。同时,该行业对打印材料的需求也越来越迫切。为此,我们开发出两款PLA打印线材和一款PVA水溶性支撑线材,以满足不同用户的需求,具体研究成果如下:(1)采用母粒法成功制备出增韧型PLA打印线材。实验表明:随着聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)含量的增加,增韧母粒的剪切粘度逐渐下降,熔体流动速率逐渐增加,当相容剂TMP6000的含量为1phr,PLA和PBAT的质量比为3:2时,制备的增韧母粒综合效果最好;将聚乳酸和增韧母粒按照质量比4:1共混挤出,制得的PLA打印线材不仅解决了纯PLA易折断的问题,而且最大限度的保留了聚乳酸的力学强度;当打印温度为210℃,打印层厚为0.2mm时,该款PLA线材的综合打印效果最好,拉伸强度为60MPa,弯曲强度为86MPa,冲击强度为22.4J/m。(2)通过调整PLA和PBAT的比例以及相容剂的添加量,成功制得高韧型PLA打印线材。研究发现:随着PBAT含量的增加,改性PLA的拉伸强度和弯曲强度逐渐下降,冲击强度逐渐增大:随着相容剂含量的增加,改性PLA的熔体流动速率逐渐降低;当PLA与PBAT的质量比为7:3,相容剂含量为1.2phr时,PLA耗材的性能最佳;当打印温度为230℃,打印层厚为0.2mm时,该PLA线材的综合打印性能最好,拉伸强度为36MPa,弯曲强度48MPa,冲击强度300J/m。(3)采用甘油、聚乙二醇(PEG200)作为复配增塑剂对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性,制得PVA水溶性支撑材料。研究表明:PVA0588更适合用来制备水溶性支撑材料,复配增塑剂能有效降低PVA的熔点,减少增塑剂的析出;当甘油用量为8份,PEG200用量为4份,氢氧化镁用量为2份时,制得的PVA耗材性能最好;通过打印测试发现,PVA耗材在200℃下打印综合性能最好,模型的支撑部件在30℃下半小时即可完全水溶。
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