你知道3D打印技術(shù)應(yīng)用的是什么材料嗎?—戈塑TPU
與其他可用于3D打印的原材料(如聚乳酸、聚碳酸酯、尼龍等)相比,TPU材料的最大優(yōu)勢在于其軟硬段由不同的材料構(gòu)成,這使得其同時(shí)具有橡膠的高彈性和塑料的高強(qiáng)度。通過控制軟段和硬段的成分與比例,可合成出結(jié)構(gòu)多樣、用途廣泛的各類TPU產(chǎn)品。
此外,3D打印TPU材料的耐磨性、耐油性、耐候性、拉伸強(qiáng)度、硬度范圍等性能相較于同類產(chǎn)品均屬于優(yōu)良水平。不僅如此,TPU材料還具有良好的生物相容性與形狀記憶性能。綜上,TPU是一種綜合性能優(yōu)秀的彈性體材料,是3D打印工藝的候選原材料之一。
(1)3D打印TPU材料在鞋材領(lǐng)域的應(yīng)用
TPU具有優(yōu)良的彈性、耐磨性、抗撕裂性和彎曲性,滿足了鞋材行業(yè)的要求。因此,TPU材料被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)鞋氣墊、高爾夫鞋、溜冰鞋等領(lǐng)域。TPU材料的斷裂伸長率很大,利用材料的特性,制造商可以制造出抗疲勞性能良好的鞋材材料,結(jié)合3D打印工藝進(jìn)行生產(chǎn)后,可去除模具成本,有效節(jié)約制造時(shí)間。
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(2)3D打印TPU材料在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用
TPU材料本身無毒無害,因此可以直接接觸皮膚,是服裝3D打印較為理想的材料。與傳統(tǒng)服裝材料相比,3D打印材料的優(yōu)勢在于其動(dòng)態(tài)表面材料可以定制,易于控制孔隙大小、體積、形狀等多方面的設(shè)計(jì)參數(shù),從而設(shè)計(jì)出有良好合體感的各類服飾。3D打印可以得到復(fù)雜結(jié)構(gòu),這可以豐富設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路,使得生產(chǎn)出的服裝更具個(gè)性化。因此,雖然3D打印技術(shù)在服裝領(lǐng)域起步較晚,但發(fā)展迅速。
(3)3D打印TPU材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
3D打印可以制造汽車企業(yè)急需的零部件,在節(jié)約制造成本的同時(shí)快速地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行個(gè)性化制造和參數(shù)校正,解決實(shí)際應(yīng)用問題。因此,3D打印TPU材料在汽車領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。有研究表明TPU材料的耐磨性優(yōu)于天然橡膠、丁二烯橡膠和丁苯橡膠。此外,研究人員還結(jié)合TPU材料的3D打印工藝,利用FDM技術(shù)成功制造了非充氣輪胎。
(4)3D打印TPU材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)展迅速,目前可以實(shí)現(xiàn)人體部分器官的打印,具有重要的研究意義。TPU材料由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能與良好的生物相容性,被廣泛用于長期植入的醫(yī)用器械及人工器官。在生物材料領(lǐng)域,3D打印TPU材料主要被用于組織工程支架。
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(5)3D打印TPU材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用
除上述領(lǐng)域以外,3D打印TPU材料在很多其他領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。在建筑領(lǐng)域中,利用TPU材料和3D打印技術(shù),可打印形成高強(qiáng)度、高剛度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑材料,其具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。在航空航天領(lǐng)域中,TPU線材可用于制造高精度零件,結(jié)合FDM技術(shù),可加快先進(jìn)材料的研發(fā)過程。
在影視動(dòng)畫領(lǐng)域中,由于TPU材料的柔性較好,經(jīng)久耐用,因此其常用于3D打印各類人物模型。在教育領(lǐng)域中,TPU材料也可用于教學(xué)用具、模型的3D打印,使得課堂教學(xué)過程更加生動(dòng)形象。
總結(jié)與展望:
綜上,本文對(duì)TPU材料的3D打印工藝進(jìn)行了簡單概括,并介紹了3D打印TPU材料的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用領(lǐng)域。TPU材料因其優(yōu)良的性能,在多個(gè)領(lǐng)域中均有所應(yīng)用,具有巨大的研究前景與價(jià)值。將TPU與3D打印技術(shù)結(jié)合起來,勢必是未來TPU材料發(fā)展的新興方向。