【力美新材料】PLA／谷物纖維復合材料可用于3D打印

目前，3D打印的成型方式多樣，如選區激光燒結、光固化成型、熔融沉積成型(FDM) 等，其中由于FDM成型設備簡單，易于操作而成為國內使用最為廣泛的技術。適用于FDM 3D打印的材料種類以塑料為主，如聚乳酸 (PLA)、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚碳酸酯等，其中 PLA 由于具有可完全生物降解的特性而受到研究人員的廣泛關注，但是PLA存在價格高的缺點。麥秸粉來源豐富可再生，對環境無污染，且價格低廉，將 PLA 與麥秸粉共混制備用于FDM 3D打印的塑木復合材料，不僅可以降低材料的成本，還可以使FDM 3D打印出的制品具備天然木質感。有研究以 PLA／麥秸粉塑木復合材料的彎曲強度與沖擊強度作為評價指標，采用正交試驗設計及極差分析與方差分析方法對復合材料的制備工藝進行了研究及優選，為FDM 3D打印復合材料提供理論依據。

研究結果證明：

(1) 隨著麥秸粉平均粒徑的增大，該復合材料的彎曲強度與沖擊強度都呈現先上升后下降的趨勢，其中沖擊強度的變化尤為明顯，當麥秸粉的平均粒徑為120 μm 時，彎曲強度與沖擊強度均達到最大值，分別為 60.51MPa與12.84kJ／m2。

(2) 隨著麥秸粉含量的增加，該復合材料的彎曲強度與沖擊強度均不斷下降，當麥秸粉的添加量從1%增加到5%時，彎曲強度下降了16.41%，沖擊強度下降了20.05%。

(3) 偶聯劑KH550的添加可以提高復合材料的彎曲強度與沖擊強度，相對而言，對沖擊強度的作用效果更加顯著，當KH550的添加量從2%增加到8%時，沖擊強度提高了 28.36%。

(4) 隨著MAPP添加量的增加，該復合材料的彎曲強度與沖擊強度均呈現先上升后下降的趨勢。當添加1%的MAPP時，復合材料的彎曲強度與沖擊強度分別為62.68MPa，11.91kJ ／m2，達到最大值。

3D打印技術，又稱增材制造，綜合了數字建模技術、機電控制技術、信息技術、材料科學與化學等諸多前沿技術，被譽為“第三次工業革命”的核心技術。3D打印技術不僅在生產上可以實現結構優化、節約材料，還可實現復雜零件、模具的設計與制造等。因此，3D打印技術受到國內外越來越多的關注，具有廣闊的發展前景。