顆粒基3D打印中PLA/TPU共混物的多功能應(yīng)用探索:界面融合與性能調(diào)控
多材料顆粒3D打印技術(shù)(FGF)因可利用商業(yè)聚合物顆粒和添加劑制造多功能模型而備受關(guān)注,但其界面性能研究有限,如聚合物比例對界面強(qiáng)度和結(jié)合的影響。傳統(tǒng)多噴嘴3D打印通過填充設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)材料性能的范圍受限,且材料脆性隨填充密度降低而增加。來自新加坡南洋理工大學(xué)的Wai Yee Yeong教授和新加坡制造技術(shù)研究所的Mui Ling Sharon Nai教授團(tuán)隊(duì)合作,利用多材料FGF技術(shù)對PLA和TPU進(jìn)行原位共混,系統(tǒng)研究了5種PLA/TPU比例下的機(jī)械和熱性能,優(yōu)化3D打印參數(shù),使界面剪切強(qiáng)度提升約320%,還通過添加炭黑增強(qiáng)TPU導(dǎo)電性,開發(fā)出兼具加熱功能和刺激響應(yīng)特性的多功能鞋墊。相關(guān)工作以“Exploring PLA/TPU blends in pellet-based printing for multifunctional applications: Blending and interfacial properties”為題發(fā)表在《Materials Science & Engineering R》上。

研究要點(diǎn)
1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):選用5種PLA/TPU比例,優(yōu)化3D打印參數(shù),結(jié)合流變、壓縮等測試分析性能。
2、性能分析:75%PLA/25%TPU blend韌性最佳,界面剪切強(qiáng)度提升320%,cTPU加熱功能獲驗(yàn)證。
3、應(yīng)用驗(yàn)證:設(shè)計(jì)集成cTPU加熱層的多功能鞋墊,證實(shí)可通過 Joule 加熱控制硬度。
4、結(jié)論展望:FGF技術(shù)具多材料定制潛力,未來需優(yōu)化材料與工藝以提升分辨率和性能。
文章來源:
https://doi.org/10.1016/j.mser.2025.100981
(責(zé)任編輯:admin)
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