Page 36 - 《橡塑智造与节能环保》2020年7期

■ 节能环保新技术与产品

适用于3D打印热塑性聚氨酯新产品

在很多市场上的3D打印材料中，熔融沉积成型 有份额较少，多用于小众市场。
（FDM）材料在2016年占第二大收入来源。而本研 而TPU的硬段是脂肪族或芳香族聚合物，作为
究讨论用于EDM的材料。这些材料被加热至熔融状 TPU结构中的物理交联，可热活化并可逆。芳香族硬
态，随后按照CAD分层文件通过热喷嘴一层一层地 段，如二苯甲烷二异氰酯酯（MDI），具有较大的刚
成型。用于技术最常见的材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙 性，市场份额达90%以上，主要原因在于其廉价。脂
烯（ABS）、聚乳配（PLA）和尼龙（刚性和半刚性 肪硬段，如六亚甲基二异氰酸酯（HDI）弹性较好，
热塑性材料）。直到2013年，在发明了热塑性聚氨酯 拥有较好的耐UV性能，但成本高。
（TPU）Ninja Flex（邵尔A硬度为75度）。而本研究
将重点研究这三种TPU，并且与工业标准ABS、PLA 1 实验
和尼龙进行对比。 1.1 材料
TPU是一类独特的可调节性能的弹性体，性能 有关研究所用材料是三种不同硬度的TPU材料
随软、硬共聚物的种类变化。TPU发现于上世纪30年 （Ninja Flex 85A，Cheetah 95A和Armadillo 75D）尼龙
代，直到上世纪50年代拜耳公司把其当作泡沫材料推 645，PLA和ABS，这些材料全部由Fenner Drives公司
出后才开始商业化。之后，TPU取得了长足的进步。 Ninja Tek分公司生产。
而氨纶、减振垫、轮胎、绝缘材料均属于一些早期产 1.2 试样打印机设置
品。近几十年来挤出牌号普及，则应用于软管、薄 所有试样分别使用LuLz Bot Mini和Ultimaker 2+机
膜、片材等产品。 器打印。打印温度设置为稍高于熔化温度，来提高黏
TPU软链段是酯或醚类多元醇，赋予TPU柔性。 合力。另外，打印密度设定为105%,以减少试样的孔
酯软段刚性大，有较高的强度、热稳定性，而且通常 隙。
有较好的耐油、耐化学品性能。醚类软段在低温下富 1.3 拉伸测试
有弹性，有较好的UV和耐微生物性能，耐水、耐水 在带伸长计的MTS拉伸试验机上用ASTM D638
解，但也较昂贵。由于成本较高，TPU在市场中所占 IV型试样测试。而拉伸速率根据材料不同，由几个速

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