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纤维素纳米纤丝在生物质基3D打印材料中的应用研究

2021-03-09唐世钰刘旭泽远刘利琴曹海兵程正柏解文霞安兴业刘洪斌

中国造纸 2021年1期

唐世钰 杨 健 杜 宏 苏 蕊 刘旭泽 姚 远刘利琴 曹海兵 程正柏 解文霞 安兴业,* 刘洪斌

(1.天津科技大学轻工科学与工程学院,天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457;2.浙江景兴纸业股份有限公司,浙江平湖,314214;3.天津科技大学人工智能学院,天津,300457)

3D 打印技术(3D printing technology)起源于20世纪70 年代,与信息技术、自动化等多个学科紧密结合,是一种革命性的新型快速成形技术[1]。3D 打印是一种以数字模型文件为基础,利用黏合性材料并通过逐层打印的方式来构造物体的技术[2-4]。与传统的制造方法如铣削、铸造、锻造或焊接相比,3D 打印作为革命性的创新技术,具有高度自动化和再现性的特点,可以制造结构复杂且满足特定设计需求的产品,而不再需要传统的模具或石印面具等辅助设备[5-7]。目前,3D 打印技术在建筑、包装、人造骨骼等方面均有广泛应用[8],被视为制造业的下一次革命性技术[9]。

3D 打印产品的性能与打印材料密切相关,传统的3D打印材料(如金属、陶瓷、化学合成聚合物等)通常不可降解,所获得的打印产品易对环境造成巨大压力[10-11]。随着对环境问题的日益重视,人们开始寻找性能良好又可生物降解的新型生物质基3D 打印材料。其中,纤维素作为植物的主要成分,是自然界中最丰富的天然高分子聚合物,具有可再生、可生物降解、良好的生物相容性、低毒性等特点,有能力满足人们对环境友好型产品日益增长的需求[12-14]。因此,纤维素基材料为3D 打印可持续发展提供了一个极具潜力的途径。……

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