产业巨变降临：桌面级3d打印塑料件力学性能媲美注塑件

据悉，中科院宁波材料所增材制造课题组最近研发出可用于耐高温、高强度工程塑料的桌面级3D打印机，并在尼龙3D打印方面取得最新进展，成型件力学性能接近注塑件水平。

增材制造(即3D打印)技术被认为是第三次工业革命制造领域的典型代表技术，受到社会各界的广泛关注。其中，熔融沉积成型(FDM)是一种基于热塑性高分子材料熔融挤出叠加工艺的增材制造技术。据统计，FDM打印机的使用量已占在全球快速成型系统的30 %，是目前应用最为广泛的3D打印技术。

然而, 目前广泛应用于FDM 工艺的成型材料仍以ABS 、PLA等通用高分子材料为主。虽然国外厂商已有尼龙、聚苯砜(PPSF)等工程塑料材料，但其成型性能仍未达到最终用途零部件的要求，尚未在工业生产领域广泛应用。

宁波材料所增材制造课题组开发了可用于PA、PI、PEEK等高强度工程塑料的3D打印机，成型温度可达到450°C，精度达到0.1mm以下(已经申请国家发明专利2016106233998)。课题组详细研究了PA12和ABS打印件的成型工艺和力学性能，结果发现FDM叠层成型主要是一种粘性烧结过程，打印件性能受熔体流变学影响最大。

相较传统的ABS等通用塑料，PA12工程塑料FDM打印件的力学性能(UTS)可达到注塑件的97%以上。该研究表明基于FDM工艺的3D打印技术有望在工业上用于最终用途复杂零部件的直接制造。

该研究工作得到了国家自然科学基金(11574331)和浙江省重点研发计划(2015C01SA330002)的资助。