探索和增强木质复合3D打印材料，以提高层的附着力和多功能性

时间：2019-11-24 18:44 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网11月24日讯，一组研究人员在《用于复合应用的木质材料的增材制造》中，探索了木质复合材料的用途，包括锯末，木粉，木质素和纤维素等添加剂。像许多其他行业中使用的复合材料一样，此类创作背后的想法是加强初始组件以提高生产的多功能性。

通常与木材组合物一起使用的增材制造使用挤出机，颗粒材料粘合和液相沉积模型
迄今为止，此类实验中使用的木材包括针叶木，阔叶木和再生木，粒径从14微米到2000微米不等。先前检查的常见聚合物类型包括：
聚乳酸（PLA）
聚丙烯（PP）
苯乙烯马来酸酐（SMA）共聚物
聚醋酸乙烯酯（PVAc）
尿素甲醛（UF）

碳水化合物（淀粉和甲基纤维素）

由20％（重量）的木粉和1％（重量）的CNF在PLAmatrix中制成的大型3D打印船顶模具[24]。
研究人员一直在争论在3D打印部件中添加纤维是否会“降低或增强”层间强度，因为它们可以减少聚合物链扩散的机会，但是如果木纤维与聚合物基质之间的相互作用很强，则可以形成层粘结改善。正如研究人员提醒我们的那样，大多数纤维会伸直并沿打印方向流动。沿着纤维横向的印刷部件的强度特性通常比纵向强度要弱。为了提高层间粘结强度，纤维将需要提高横向强度。适当数量的纳米纤维，再加上适当的“横向完整性”，可以降低基体的结晶度，使界面附近的聚合物链具有更大的增强力，从而增强3D打印层。

“在3D打印中向聚合物添加纤维有几个缺点。对于基于长丝的打印机，对于给定的聚合物，长丝可以保持足够的柔韧性，以便仅将其卷绕到特定的纤维含量。例如，发现20％（重量）的纤维含量会由于细丝的脆性而阻止wood-iPP细丝正常缠绕。 “与纤维添加有关的另一个问题是在印刷的珠子/部件内部形成多孔结构。“使用木质材料进行增材制造的挑战包括挤压和零件生产过程中的加工问题，尤其是取决于木材组分负载水平的零件尺寸稳定性和材料脆性，以及对加工过程中聚合物结晶行为的影响。”存在生产用于模具工具和汽车零件的重量更轻，成本更低的复合零件的机会。”

3D打印复合材料如今正在越来越普遍地使用，因为用户可以在制造零件和原型时更清楚地定义它们的要求。从报废的玻璃纤维复合材料到烧结热固性复合材料，聚合物纳米复合材料等，许多不同的复合材料用于增强现有材料。

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