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工艺与制造英文2026

聚乳酸/竹纤维复合材料的制备及其3D打印工艺研究

Research on the Preparation of Polylactic Acid/Bamboo Fiber Composite Materials and Their 3D Printing Process

Zhenxiao Xu, Zixin Hu, Bin Wang, Sisi Wang · College of Engineering, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China
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期刊 / 来源Materials
卷/期/页19 / 5 / 851
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关键词:聚乳酸竹纤维生物复合材料3D打印增韧改性硅烷偶联剂矫形支具熔融共混

摘要整理

为满足轻量化、个性化和可持续发展的矫形支具需求,本研究开发了竹纤维(BF)增强聚乳酸(PLA)复合材料。采用熔融共混法制备BF/PLA复合材料,系统评估了聚己二酸丁二醇酯(PBAT)增韧剂、竹纤维含量和硅烷偶联剂对复合材料力学性能的影响,并评价其在3D打印足部支具中的适用性。研究结果表明:当PLA/PBAT质量比为85/15、竹纤维含量为10 wt.%时,复合材料冲击强度达到7.7 kJ/m²。经硅烷处理的竹纤维进一步提升了冲击强度,当硅烷/竹纤维质量比为2/98时,冲击强度最高达11.3 kJ/m²。优化后的复合材料在190~210 °C喷嘴温度范围内具有良好的可打印性。打印速度对工艺过程影响显著,35 mm/s的打印速度能够成功制造足部支具,而更高或更低的速度分别因过热导致模型坍塌或层间粘接不足引起开裂。本研究成功开发了适用于矫形支具3D打印的竹纤维增强PLA复合材料,并确定了最优的3D打印工艺参数。

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