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时间：2022-07-22 14:39
为了研究适合于3D打印服装的材料,对柔性PLA材料在3D打印机中熔融喷丝前后的分子结构、热性能、拉伸性及回弹性进行测试分析.结果表明:柔性PLA材料高温熔融喷丝前后的内部分子结构未发生变化;材料的玻璃化转变温度在65℃,熔点在165.57℃,打印时喷头温度应设置为165.57~205℃范围内;直径为0.4 mm的柔性PLA细丝的断裂强力为461.9 cN,断裂伸长率为691.67%,定伸长弹性回复率为68.37%,定负荷弹性回复率为68.69%.这表明柔性PLA细丝具有较好的拉伸性和回弹性,适合用于研究3D打印服装的材料.
首先我们了解一下什么是3D打印
3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造 ，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。
2020年5月5日，中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着“3D打印机”。这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。
3D打印一般选用什么材料？
3D打印的材料主要分两类：非金属材料和金属材料。金属三维印刷材料：金、银、铝合金、不锈钢、钛合金等材料。立体印刷所用材料的不断膨胀，为立体印刷技术的发展提供了巨大的空间。非金属材料包括：聚乳酸、ABS、二氧化二铝、尼龙、陶瓷、高温高韧性高强度感光树脂、半透明感光树脂、软胶3D打印、DLP进口红蜡、DLP进口蓝蜡、全钴彩色3D打印、数控ABS加工、桌面ABS塑料等数十种材料。
金属材料，特别是铝合金、不锈钢、钛和钴的衍生物，在医疗、航空航天、汽车制造等领域有着突破性的应用。
下面重点介绍一些非金属材料。
它采用丙烯三烯、丁二烯和苯乙烯的首字母缩写。 它非常适合有外观要求的部件，因为它具有出色的表面光泽和着色。 此外，它也可以应用于有强度要求的零部件，因为它相对强度高，有黏性。（拉伸强度 40MPa 左右）
1）ABS材料非常容易打印，市面上的挤出机都能非常顺滑的挤出，但是其具有遇冷收缩的特性，3D打印的路基板必须要加热，不然其底部容易卷起，出现悬空等问题。
2）同其它材料的结合性比较好，易于表面印刷，涂层和镀层处理，如进行表面喷漆，喷镀金属，电镀，焊接，热压和粘接等次加工。
3）ABS打印时会产生强烈的气味，可回收不可降解，强度高，韧性都比较好，尺寸稳定性高，是目前市面上最常用的3D打印材料。
4）打印出来一般是带有淡黄色，不透明，表面精度一般
1）PC材料的硬度及强度都比ABS要高（约60%），其韧性相对来说要低一些，是真正的热塑性材料，满足工程塑料的所有性能：高强度，耐高温，耐冲击，扛弯曲性能，可作最终零件，直接装配使用。
2）PC材料3D打印出来的颜色一般是半透明，其材料本身具有单一的颜色，白色。表面精度一般。
由于 PLA 树脂由植物源性成分（玉米、甜菜、桃子、甘蔗等）制成，因此在打印时不会发出树脂特有的难闻气味。 由于打印时的树脂温度低于 ABS，因此对高温非常敏感。 因此，它具有弹性和硬性等特征。 很难用砂纸和刮刀等来打压表面，因为坚硬，油漆也很难熟悉。 据说，由于材料坚硬和坚固，它适合制造大型产品。
1）聚乳酸（PLA）是一种对环境影响较低的热敏性硬塑料，可再生资源（淀粉）的衍生物，具有非常好的打印特性，无刺激性气味，打印出来的硬度和强度都不错，可降解。
2）成本低廉，表面精度一般，后期表面加工处理要ABS难。自然状态下，一般是透明的，加入色彩后打印出来的效果往往色彩明亮，光泽度良好，几乎不会收缩。
1）光敏树脂俗称UV树脂，它是由高分子组成的胶装物质，这些高分子如同散乱的链式交连的篱网状碎片。在紫外线照射下，这些分子结合成长长的交联聚合物高分子。在键结时，聚合物由胶质树脂转变成坚硬物质。
2）光敏树脂材料类似于ABS树脂，具有机械程度高，无挥发性气味，适用领域广，便于存储等特点
打印出来的表面精度高，但价格昂贵。
它是用于粉末石膏成型的树脂，常用于雕塑或模特原型。
因为它可以用全彩着色，它可用于设计确认等，但不适合任何强度要求。
其中包括粘土、高岭土等天然硅酸盐材料和氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料等。这些材料具有硬度高、耐高温、物理化学性能稳定等聚合物和金属材料不具备的优点，因此，其3D打印产品在航天航空、汽车、生物医疗等行业有广泛的应用前景。这是一种相对来说比较新的材料。前景广阔。
碳纤维和碳纳米管也可以3D打印了，破PLA和ABS限制，实现高强度材料3D打印？
Arevo 研发团队近日宣称制造出可用于3D打印的新型碳纤维carbon fiber和碳纳米管（carbon nanotubes ，CNT）增强型高性能材料，还包括可以打印的玻璃纤维和巧克力。该技术可以3D打印出增强的聚合物部件，具有出色的化学和物理性质。Arevo 团队正在申请专利的3D打印技术采用了特殊的挤出头设计，并针对增强材料进行了增强处理。实现对碳纤维和碳纳米管的3D打印有望为3D打印高强度材料提供参考，3D打印或许将迈进更高材料层次。
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