探索和增強木質復合3D打印材料，以提高層的附著力和多功能性
時間：2019-11-24 18:44 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網11月24日訊，一組研究人員在《用于復合應用的木質材料的增材制造》中，探索了木質復合材料的用途，包括鋸末，木粉，木質素和纖維素等添加劑。像許多其他行業中使用的復合材料一樣，此類創作背后的想法是加強初始組件以提高生產的多功能性。
通常與木材組合物一起使用的增材制造使用擠出機，顆粒材料粘合和液相沉積模型
迄今為止，此類實驗中使用的木材包括針葉木，闊葉木和再生木，粒徑從14微米到2000微米不等。先前檢查的常見聚合物類型包括：
聚乳酸（PLA）
聚丙烯（PP）
苯乙烯馬來酸酐（SMA）共聚物
聚醋酸乙烯酯（PVAc）
尿素甲醛（UF）
研究人員一直在爭論在3D打印部件中添加纖維是否會“降低或增強”層間強度，因為它們可以減少聚合物鏈擴散的機會，但是如果木纖維與聚合物基質之間的相互作用很強，則可以形成層粘結改善。正如研究人員提醒我們的那樣，大多數纖維會伸直并沿打印方向流動。沿著纖維橫向的印刷部件的強度特性通常比縱向強度要弱。為了提高層間粘結強度，纖維將需要提高橫向強度。適當數量的納米纖維，再加上適當的“橫向完整性”，可以降低基體的結晶度，使界面附近的聚合物鏈具有更大的增強力，從而增強3D打印層。
通常與木材組合物一起使用的增材制造使用擠出機，顆粒材料粘合和液相沉積模型
迄今為止，此類實驗中使用的木材包括針葉木，闊葉木和再生木，粒徑從14微米到2000微米不等。先前檢查的常見聚合物類型包括：
聚乳酸（PLA）
聚丙烯（PP）
苯乙烯馬來酸酐（SMA）共聚物
聚醋酸乙烯酯（PVAc）
尿素甲醛（UF）
碳水化合物（淀粉和甲基纖維素）
研究人員一直在爭論在3D打印部件中添加纖維是否會“降低或增強”層間強度，因為它們可以減少聚合物鏈擴散的機會，但是如果木纖維與聚合物基質之間的相互作用很強，則可以形成層粘結改善。正如研究人員提醒我們的那樣，大多數纖維會伸直并沿打印方向流動。沿著纖維橫向的印刷部件的強度特性通常比縱向強度要弱。為了提高層間粘結強度，纖維將需要提高橫向強度。適當數量的納米纖維，再加上適當的“橫向完整性”，可以降低基體的結晶度，使界面附近的聚合物鏈具有更大的增強力，從而增強3D打印層。
“在3D打印中向聚合物添加纖維有幾個缺點。對于基于長絲的打印機，對于給定的聚合物，長絲可以保持足夠的柔韌性，以便僅將其卷繞到特定的纖維含量。例如，發現20％（重量）的纖維含量會由于細絲的脆性而阻止wood-iPP細絲正常纏繞。 “與纖維添加有關的另一個問題是在印刷的珠子/部件內部形成多孔結構。“使用木質材料進行增材制造的挑戰包括擠壓和零件生產過程中的加工問題，尤其是取決于木材組分負載水平的零件尺寸穩定性和材料脆性，以及對加工過程中聚合物結晶行為的影響。”存在生產用于模具工具和汽車零件的重量更輕，成本更低的復合零件的機會。”
3D打印復合材料如今正在越來越普遍地使用，因為用戶可以在制造零件和原型時更清楚地定義它們的要求。從報廢的玻璃纖維復合材料到燒結熱固性復合材料，聚合物納米復合材料等，許多不同的復合材料用于增強現有材料。
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