顆粒基3D打印中PLA/TPU共混物的多功能應(yīng)用探索：界面融合與性能調(diào)控

來源：EFL生物3D打印與生物制造

多材料顆粒3D打印技術(shù)（FGF）因可利用商業(yè)聚合物顆粒和添加劑制造多功能模型而備受關(guān)注，但其界面性能研究有限，如聚合物比例對界面強度和結(jié)合的影響。傳統(tǒng)多噴嘴3D打印通過填充設(shè)計調(diào)節(jié)材料性能的范圍受限，且材料脆性隨填充密度降低而增加。來自新加坡南洋理工大學(xué)的Wai Yee Yeong教授和新加坡制造技術(shù)研究所的Mui Ling Sharon Nai教授團隊合作，利用多材料FGF技術(shù)對PLA和TPU進行原位共混，系統(tǒng)研究了5種PLA/TPU比例下的機械和熱性能，優(yōu)化3D打印參數(shù)，使界面剪切強度提升約320%，還通過添加炭黑增強TPU導(dǎo)電性，開發(fā)出兼具加熱功能和刺激響應(yīng)特性的多功能鞋墊。相關(guān)工作以“Exploring PLA/TPU blends in pellet-based printing for multifunctional applications: Blending and interfacial properties”為題發(fā)表在《Materials Science & Engineering R》上。

研究要點

1、實驗設(shè)計：選用5種PLA/TPU比例，優(yōu)化3D打印參數(shù)，結(jié)合流變、壓縮等測試分析性能。

2、性能分析：75%PLA/25%TPU blend韌性最佳，界面剪切強度提升320%，cTPU加熱功能獲驗證。

3、應(yīng)用驗證：設(shè)計集成cTPU加熱層的多功能鞋墊，證實可通過 Joule 加熱控制硬度。

4、結(jié)論展望：FGF技術(shù)具多材料定制潛力，未來需優(yōu)化材料與工藝以提升分辨率和性能。

文章來源：
https://doi.org/10.1016/j.mser.2025.100981