聚乳酸材料在桌面型3D打印中的应用研究*

肖苏华，巫小珍

(广州城市职业学院机电工程系，广东广州510405)

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3D 打印也称为增材制造、快速成型，是近二十年信息技术、新材料技术与制造技术多学科融合发展的先进制造技术，被誉为有望产生“第三次工业革命”的代表性技术，是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引领技术［1］。3D 打印技术正在快速改变传统的生产方式和生活方式，欧美等发达国家和新兴经济国家将其作为战略性新兴产业，纷纷制定发展战略，投入资金，推进产业化［2］。

材料是3D 打印的基础，决定了成型工艺和成型件的性能，目前材料的销售额和设备销售额几乎基本等同。国内增材制造开拓者之一卢秉恒院士指出:我国增材制造材料的基础研究、材料的制备工艺以及产业化方面与国外相比存在较大差距［3］。

熔融沉积成型(fused deposition modeling，FDM)是3D 打印常见的加工方式之一，聚合物材料应用于FDM 方式，主要包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)树脂和聚乳酸((Poly(lactic acid)，PLA)两种材料。ABS 树脂是目前使用最多的成型材料，具有强度高、韧性好、耐冲击等优点，但在打印时易出现模型冷却过程中由热应力所引起的翘曲变形［4］。另外众所周知，ABS 是一种难分解材料，易造成环境污染。聚乳酸是一种可降解的生物环保聚合物材料，是FDM 中常用的材料之一。聚乳酸由农业经济作物比如玉米、马铃薯等为原料，经过现代生物技术生产得到乳酸，再经过聚合反应而得到的高分子材料。聚乳酸在自然界和生物体中都可以最终转化成为二氧化碳和水，是真正环保的新型的生物降解材料。……