Page 46 - 《橡塑技术与装备》2019年8期（4月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT ( PLASTICS)

用层层累积的方式成型，与传统制造技术相比，具有 材料的生物组织工程支架。
适应性强，成型精度较高，无模成型，不受结构复杂 基于材料的巨大发展，选择性激光烧结技术不断
影响等优势 [20] 。SLS 也被称为“第三次工业革命”的 扩展新的领域，不管是艺术上塑料工艺件的制备，还
关键技术，如图 3 突破了现在许多传统制造业无法解 是工业上航空航天、汽车配件的打印。目前较为热点
决的问题 [21] 。20 世纪 80 年代，美国 Carl Deckard 首 的为医疗生物行业的应用，如生物支架、仿生骨骼等。
次提出了选择性激光烧结技术，并设计研制出了该技 未来 SLS 行业为塑料高端、精密、个性制造打开了新
术的打印设备，开创了选择性激光打印的先河，并之 天地。
后应用在不同行业 [22] 。目前 SLS 成型工艺主要包括 2.2 光固化成型
金属粉末烧结工艺、陶瓷粉末烧结工艺以及塑料粉末 光固化成型也是快速成型的一种，主要采用光敏
烧结工艺等 [23] ，其中高分子基材料是应用最早，也是 树脂等材料，利用激光使其材料逐层凝固成型。光固
目前应用较多、较容易成型的材料，如聚碳酸酯 (PC)、 化成型（SLA）是关于高分子材料、光学、传热学以
PS、 PA、 PP、高密度聚乙烯 (HDPE)、聚醚醚酮 (PEEK) 及控制理论等多学科技术的交叉。其基本原理是 ：激
等。高分子材料与金属、陶瓷材料相比成型温度低， 光器发出特定波长与强度的紫外线激光照在树脂槽内
激光功率小等优点 [24] 。 的光敏树脂，受照射区域的树脂薄层会发生光聚合反
应而发生凝固，形成零件的一个薄层，根据此原理通
过控制系统进行下一层的固化 [32] ，如图 4。

图 3 SLS 成型原理 [22]
图 4 光固化成型原理 [31]
目前，针对于选择性激光打印技术，研究热点在
于材料的选择制备，尤其是聚合物复合材料。经过多 光 固化 成 型 的优 势 在于 自 动 化程 度 较高、 成 型
年高分子尼龙及其复合材料是 SLS 技术应用较多及较 尺寸精度高、制品的表面质量较好、不受结构复杂程
为合适的材料 [25] 。美国 3D System 公司、德国 EOS 度 的影响。但 SLA 成型的主要问题是受材料的限制较
公司、意大利 CRP 公司等都相继推出了尼龙 3D 打印 大，适用不了目前大多数的通用塑料，并且强度不高 [33] 。
复合粉末材料。同时，许多专家学者也进行了相关研 SLA 材料的基本要求是 ：收到激光光源照射后能够迅
究，英国学者 Gill 和 Hon 研究了碳化硅粉末对尼龙材 速固化，零件成型加工后有一定的尺寸精度及表面质
料 SLS 工艺参数及成形件性能的影响 [26] 。美国学者 量保证，材料在非加工状态下具备较好的稳定性，同
Chung 和 Das 采用 SLS 技术制备研究了由玻璃微珠 时材料应具备无毒无害、无环境危害。目前市场上
填充尼龙 11 功能梯度材料的成形工艺及性能表征 [27] 。 SLA 材料的主要生产商有美国 3D Systerm 公司、荷
意大利 Mazzoli 等 [28] 研究了用于 SLS 的铝粉填充尼 兰的 DSM Desotech 公司、美国 Vantico 公司、德国
龙粉末材料的特性。同时，今年来生物相容性材料也 的 EOS 公司以及以色列的 Object 等。目前主流材料
得以巨大发展，Chua 等运用 SLS 技术成形了 PVA/HA 为 UV 树脂，并采用紫外激光实现光固化 [34] 。

生物复合材料的生物组织工程支架 [29~30] 。Zhou 等 [31] 2.3 激光熔体静电纺丝
利用改装的 SLS 设备成形了 PLA/ 碳化 HA 纳米复合 随着纳米科技的发展，静电纺丝成为制备纳米纤

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