纖維素材料在3D 打印中的應(yīng)用現(xiàn)狀和研究思路*

高 翔

（蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241006）

3D 打印又稱為增材制造，有別于傳統(tǒng)的減材和等材制造，其制造過程是在計(jì)算機(jī)輔助下，通過三維建模、分層切片、逐層堆積材料，最終形成三維立體實(shí)物的一個(gè)加工過程[1]。3D 打印材料是3D打印技術(shù)的核心要素，目前常用的3D 打印材料以金屬、高分子和無機(jī)材料為主，而單一的材料已不能滿足越來越高的產(chǎn)品性能要求，因此拓展3D 打印材料種類是該項(xiàng)技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

纖維素材料是以木纖維、農(nóng)作物秸稈為代表的一類來源廣泛而又綠色環(huán)保的生物質(zhì)材料。因此，積極開展纖維素材料的3D 打印研究即拓寬了3D打印的材料種類，又為多元化利用纖維素材料提供了全新途徑[2]，二者的結(jié)合有望成為先進(jìn)材料在智能制造領(lǐng)域研究的新趨勢。要將纖維素材料應(yīng)用于3D 打印，首先需要解決的是纖維素材料自身無法熔融或溶解于常規(guī)溶劑以及現(xiàn)有3D 打印設(shè)備不兼容問題。為了解決這些問題，可以從開發(fā)新型溶劑、對纖維素材料進(jìn)行改性修飾、纖維素材料與其他材料復(fù)合打印、研發(fā)改造能夠適用于纖維素材料的3D 打印機(jī)這4 個(gè)方面著手。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1.1 基于新型溶劑的纖維素3D 打印

由氫鍵網(wǎng)絡(luò)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)所形成的超分子結(jié)構(gòu)使纖維素?zé)o法熔融或溶解于常規(guī)溶劑，阻礙了其在3D打印中的應(yīng)用。離子液體是一種具有強(qiáng)極性的新型溶劑，可以快速破壞纖維素中的超分子結(jié)構(gòu)從而溶解纖維素。……