SLS 3d打印机材料都有哪些技术可以打印TPU材料吗？相较于其他技术有什么优势？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-21 02:26 标签： 3d打印机材料都有哪些

原标题：TPU材料3D打印鞋底鞋面，联合匹克发布全新3D打印运动鞋“The Next” 来源：南极熊3D打印

依靠3D打印技术来完成球鞋的定制化设计和整鞋制造，并实现打印材料的100%回收利用，这样的场景离我们还有多远？

△万华化学全球首发全3D打印鞋材解决方案

当地时间10月17日，在2019年德国杜塞尔多夫国际塑料及橡胶展览会（以下简称“K展”）上，万华化学集团股份有限公司（600309，下称“万华化学”）推出了全球首发全3D打印鞋材解决方案。基于这套解决方案，万华化学与匹克体育一起在K展上展出了全新3D打印运动鞋“The Next”。

?万华化学与匹克体育一起在K展上展出了全新3D打印运动鞋“The Next。澎湃新闻记者王心馨图

据万华化学介绍，本次解决方案融合了高品质、高灵活度的WANFABTPU线材、WANFABTPU粉末、WANFAB环保涂层以及Adwel水性胶黏剂乳液全系列材料，可提供3D打印整合性服务。

△匹克体育与万华化学共同推出全新3D打印运动鞋“The Next”

构建高附加值生态圈，实现全材料协同

在3D打印运动鞋制造中，随着材料科技的发展与材料类型的不断丰富，相较于着眼于单一部件的解决方案，助力整鞋制造的全材料解决方案成为前瞻性趋势。万华化学3D打印鞋材解决方案便充分满足了全材料融合的需求。

本次解决方案中包含了万华化学提供的WANFAB?TPU线材、WANFAB?TPU粉末、WANFAB?环保涂层以及Adwel?水性胶黏剂乳液全系列材料。除了全材料供应，实现全材料融合的另一大要素在于万华化学与产业链下游3D打印设备商、服务供应商乃至运动品牌商达成深度合作，助力多方构建高附加值的产业生态圈。

通过与3D打印设备商、服务供应商合作，万华化学调试出最佳的TPU线材与粉末性能，能够满足鞋面打印使用的FDM技术（Fused Deposition Modeling）以及鞋中底使用的SLS技术（Selective Laser Sintering），支持高质量3D打印鞋面与中底制造。通过与品牌商匹克体育的深度合作，万华化学从源头上了解设计与消费需求，发挥不同材料间的协同效应，成功将3D打印鞋面、中底以及配套技术与服务融合于同一双3D打印运动鞋之中。

多样化材料表现，满足消费者全面定制化需求

除了全材料特性，定制化也是3D打印运动鞋所具有的独特优势，成为消费者关注的重点。目前多数消费者对于定制化需求集中于运动鞋的外观，即通过颜色、鞋型选择，打造属于自己差异化的产品。然而在此基础上，功能和使用体验的全方位定制化才能为消费者带来更好的体验。本次全新发布的3D打印鞋材解决方案便旨在推动定制化体验往前迈进一步。

WANFAB?TPU线材拥有多种硬度、颜色、直径和功能选择，使3D打印鞋面在柔韧性、耐磨性、色彩上有拥有丰富表现，给予设计师充分的创作自由以及消费者多样性的功能选择。本次与匹克体育合作中，3D打印鞋面还进行了定向设计，实现极佳的透气性和贴合性，让消费者在运动过程中，保持鞋面的全程贴合以及高空气流动，带来清爽、舒适的体验。

此外，WANFAB?TPU粉末也拥有多种硬度可供选择，制成的3D打印中底拉力强度大于18Mpa，断裂延伸率达到350%，充分实现中底回弹性和支撑性上的多样化需求。而WANFAB?环保涂层解决方案让鞋子拥有了更加丰富的色彩表现，并且在夜光、温敏等感官性能方面助力定制化体验。

100%可回收材料提升环保效能，助力循环经济

作为本届K展的两大热点话题，可持续发展与循环经济一直是材料行业发展的重点。如何降低生产流程对于环境的影响、创造绿色可持续的产品并号召产业链一同践行可持续发展理念是一个长期的课题。

本次推出的3D打印鞋材解决方案则是对这两大话题的最新实践。万华化学全系列材料都拥有优秀的环保表现，最大程度降低了对环境的影响。其中，WANFAB?TPU材料不含增塑剂，拥有FDA、CE、Rohs等多重环保认证，可以实现100%回收与循环利用。WANFAB?环保涂层、Adwel?水性胶黏剂乳液基于水性聚氨酯树脂的环保解决方案，减少了溶剂的使用，挥发性有机化合物含量低，无刺激性气味，对人体更加安全。

“本次3D打印鞋材解决方案的发布将推动3D打印运动鞋生产效率与质量的提升，为品牌商与消费者带来高附加值。万华化学将以此次的解决方案为出发点，继续推动自主研发进程，开发国际顶尖3D打印材料解决方案。”万华化学新材料事业部欧洲业务发展经理Marco?Zajac表示，“为了更好满足欧洲及美洲市场需求，万华化学将在匈牙利投建TPU生产基地，进一步完善当地产业链生态。这是万华化学首个欧洲TPU生产基地，预计在2020年第三季度投产，一期产能1.5万吨，2023年第三季度将进一步增至3万吨。未来，我们期待和更多行业伙伴进行深度合作，以前沿的科技创新能力，引领包括3D打印在内的各领域发展。”

本发明属于3d打印机用材料，具体涉及一种3d打印机用tpu材料及其制备方法。

3d打印技术又称增材制造技术，其基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术。目前，3d打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。另外，3d打印技术逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域，为创新开拓了广阔的空间。

3d打印技术包含了一系列不同的技术，包括选择性激光烧结(sls)，立体光固化(sla)，熔融沉积成型(fdm)等等，其中fdm是最常用的一种技术工艺，原理是利用热塑性聚合物材料在熔融状态下，从喷头处挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层，再一层层叠加最终形成产品。目前市场上用于熔融挤压堆积成型技术的聚合物材料品种较少，主要依赖进口，比较常见的是丙烯腈—丁二烯-苯乙烯三元共聚物(abs)、聚乳酸(pla)和尼龙(pa)。

但是，目前用于3d打印用途的tpu材料还很少有专利文献报道。

针对已有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种3d打印机用tpu材料。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种3d打印机用tpu材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述tpu的含量例如为25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份或75份。

所述pha的含量例如为12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份。

优选地，一种3d打印机用tpu材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

优选地，一种3d打印机用tpu材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述热稳定剂为含硫抗氧剂或/和亚磷酸酯抗氧剂。

优选地，所述含硫抗氧剂为2,4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂基酯中的任意一种或者至少两种的混合物。

优选地，所述亚磷酸酯抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基-4,4’-联苯基)双亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯或季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯中的任意一种或者至少两种的混合物。

优选地，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐或/和聚丙烯接枝马来酸酐。

本发明的目的之二在于提供一种如上所述的3d打印机用tpu材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将配方量的各原料混合，双螺杆挤出机挤出，造粒；

(2)将造粒后的产物再次进入双螺杆挤出机，然后冷却成型得到成型线材，收卷，得到3d打印机用tpu材料。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用tpu与pha(聚羟基脂肪酸酯)的协同作用，并通过其他特定含量的组分的配合，从而使该3d打印机用tpu材料具有高强度和高韧性，环保无毒安全，而且具有优良的着色性，触感柔软，耐候性、防水性、耐磨性、耐温性以及加工性能优越，无需硫化，因此，其适用于国内外的fdm型3d打印机。

此外，本发明由于在tpu的基础上添加了特定含量的pha，使得该tpu材料打印出的立体模型具有极低的收缩性、良好的尺寸稳定性以及良好的粘性，不易起翘。

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种3d打印机用tpu材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述热稳定剂为含硫抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂。所述含硫抗氧剂为2,4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚，所述亚磷酸酯抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐和聚丙烯接枝马来酸酐。

如上所述的3d打印机用tpu材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将配方量的各原料混合，双螺杆挤出机挤出，造粒；

(2)将造粒的产物再次进入单螺杆挤出机，然后冷却成型得到成型线材，收卷，得到3d打印机用tpu材料。

一种3d打印机用tpu材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述热稳定剂为含硫抗氧剂，所述含硫抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯。

所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐。

如上所述的3d打印机用tpu材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将配方量的各原料混合，双螺杆挤出机挤出，造粒；

(2)将造粒的产物再次进入单螺杆挤出机，然后冷却成型得到成型线材，收卷，得到3d打印机用tpu材料。

一种3d打印机用tpu材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述热稳定剂为亚磷酸酯抗氧剂，所述亚磷酸酯抗氧剂为季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯。

所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。

如上所述的3d打印机用tpu材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将配方量的各原料混合，双螺杆挤出机挤出，造粒；

(2)将造粒的产物再次进入单螺杆挤出机，然后冷却成型得到成型线材，收卷，得到3d打印机用tpu材料。

一种3d打印机用tpu材料，其按重量份数主要由如下原料制备得到：

所述热稳定剂为含硫抗氧剂，所述含硫抗氧剂为2,4-二-(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚和2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚的混合物。

所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐。

如上所述的3d打印机用tpu材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将配方量的各原料混合，双螺杆挤出机挤出，造粒；

(2)将造粒的产物再次进入单螺杆挤出机，然后冷却成型得到成型线材，收卷，得到3d打印机用tpu材料。

其余与实施例1相同，除tpu为30份，不含有pha外。

其余与实施例1相同，除pha含量为8份。

其余与实施例1相同，除pha含量为35份。

对实施例1～4和对比例1～3的3d打印机用tpu材料进行性能测试，实施例1～4的材料的尺寸收缩率小于0.3％，且不起翘，而对比例1～3的尺寸收缩率均在0.8～1.5％之间，而且容易起翘。

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