工程塑料--应用最广泛的 3D 打印材料工程塑料因良好的强度、耐候性和热稳定性使其应用范围较广,尤其是用于制备工业制品,因此工程塑料成为目前应用最广泛的 3D 打印材料,特别是以丙烯腈—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)等最为常用
不同于传统的注塑,3D 打印技术对塑料材料的性能和适用性提出了更高的要求,最基本的要求是通过熔融、液化或者粉末化后具有流动性,3D 打印成型后通过凝固、聚合、固化等形成具有良好的强度和特别功能性
目前几乎所有的通用塑料都可以应用于 3D 打印,但由于每种塑料的特性存在差异,导致 3D 打印的工艺以及制品性能受到影响
目前影响塑料材料应用于 3D 打印的因素主要有:打印温度高、材料流动性差,导致工作环境出现挥发成分,打印嘴易堵,影响制品精密度;普通的塑料强度较低,适应的范围太窄,需要对塑料做增强处理;冷却均匀性差,定型慢,易造成制品收缩和变形;缺少功能化和智能化的应用
3D 打印产业的关键是材料,塑料材料作为 3D 打印最为成熟的材料,目前仍存在较多问题:受塑料强度的影响,塑料材料适应领域有限,成品的物理机械特性较差;需要高温加工、低温流动性差、固化慢、易变形、精密度低;缺少塑料在新材料领域的拓展
为此,3D 打印塑料改性技术的进展目前主要有以下四个方向
1、流动性改性 为了实现塑料的流动改性,可以参考利用润滑剂等进行改性
但由于使用过多的润滑剂会导致挥发分增加,切削弱制品的刚性和强度,因此通过加入高刚性、高流动性的球形的硫酸钡、玻璃微珠等无机材料可以弥补塑料流动性差的缺陷
对粉末塑料可采纳粉体表面包覆片状无机粉体如滑石粉、云母粉等以增加流动性
另外,可在塑料合成时直接形成微球,以确保流动性
2、增强改性 通过增强改性,可以提升塑料的刚性和强度
如通过玻璃纤维、金属纤维、木