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当代化工研究
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行业动态
3D打印高分子材料的研究进展
O唐林川
（西南石油大学四川646100）
2016-08
摘要：三维快速成型打印简称为3D打印，属于快速成型制造技术中，本文探究了3D打印所用高分子材料的现状及研究进展，常用的材料
有工程塑料，光敏树脂和生物医用材料。随着3D打印技术的发展，针对打印高分子材料的研究成为3D打印技术提升的关键。关键词：3D打印；高分子材料：研究进展
中图分类号：T
文献标识码：A
ResearchDevelopmentof3DPrintingHighPolymerMaterial
Tang Linchuan
( Southwest Petroleum University, Sichuan, 646100
Abstractf : Three-dimensional rapid forming printing prototyping is called 3D printing,which belongs to rapid profotyping mantigfacturing fechnology.This article explores rhe presem sitaraziont and research progress of polymer materials tused by 3D printing.and the commonly used materials conchude engineering plastics, phofosensitive resin and biomedical materials. With the development of 3D printing fechnology, the stady of hrigh polywer material becomes the key of 3D prinzing fechnology promotion.
Key words : 3D printing ; high polymer material ; research developmenf
1.前言
3D打印（ThreeDimensionalPrint）是三维快速成型打印的简称，属于快速成型制造技术中的一种。3D打印是以数字模型为基础，将所需产品的三维模型通过专用设备进行分层离散，利用某些特定高分子材料的可粘合性，通过激光照射等方式逐层叠加，从而快速制成所需产品的成型技术。
3D打印是一项多学科交叉的先进技术，需要材料、机电、信息技术等学科的紧密配合，同时，该项技术能够使产品简化制造工序、缩短研发周期、提高生产效率、降低生产成本，并广泛应用于医疗、航天、汽车制造等领域，被称
为“第三次工业革命”的核心技术。 2.3D打印高分子材料
3D打印与传统打印最大的区别是所用耗材不同。传统打印机的耗材主要是纸和墨，而3D打印由于其打印设备及工艺的特殊性，需要特定的原材料作为使用耗材。高分子材料具有许多优异的性能，可塑性强，耐热、耐磨，加工性好，尺寸精度优良，使得在3D打印过程中的翘曲变形、蜷曲程度、尺寸收缩等较低，从而使所得产品能够保持较高的精确度。
目前，3D打印高分子材料带用的有工程塑料、光敏树脂和生物医用材料。
(1)工程塑料
工程塑料具有优异的耐候性和热稳定性，因此，是目前应用最广泛、研究最成熟的打印材料，其中，以丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚酰胺（PA）和聚碳酸酯（PC）最为常用。
ABS树脂（如图1）是由丙烯睛、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，其分子链中既有刚性较强的苯环，又有柔顺性较好的C-C双键和单键，具有强度高、韧性好、耐磨耐冲击等性能优势。ABS最带使用的是熔融沉积成型（FDM）技术，其打印温度一般为210~260℃，打印过程较为稳定，
方方数据
所得产品强度较高、韧性较好。但是，由于ABS树脂在打印过程中需要对底板进行加热，使得树脂表面产生卷曲现象，所得制品发生收缩变形，因此，一些科研工作者通过将ABS 树脂与短切玻璃纤维或者聚碳酸醋等材料混炼的方式对其进行改性，从面提高树脂的韧性、强度，同时降低产品的收缩率，使得ABS树脂能够更好地应用于3D打印技术。
图1ABS树脂
PA树脂（如图2】其分子间具有大量作用力极强的氢因此具有良好的力学性能，如PA66，其耐磨性、拉伸
键，
强度和韧性均较为优异，但是由于其熔点（265℃》比一般工程塑料高，使其加工性能一般，因此，需要对PA树脂进行一定程度的改性。例如，可加入适量的聚乙烯醇（PVA）进行改性，利用PVA颗粒遇水膨胀并溶解的特性，可使其与部分PA分子链发生缠结，待水分挥发完全后，PVA可形成定的网络结构，从而对PA树脂起到包覆作用，提高其内聚力、粘接强度和弯曲强度，提高树脂的加工性能。同时，