余兆函，周子康，王云明

聚合物管载胶熔融沉积3D打印增强层间结合强度

余兆函1，周子康2，王云明1

（1. 华中科技大学 材料科学与工程学院，武汉 430074；2. 武汉市第一中学高三（2）班，武汉 430014）

熔融沉积3D打印的聚合物产品由于不同层的熔丝间作用力弱，其层间结合强度显著降低，难以满足工业应用的需求，已成为FDM工艺的瓶颈难题。提出管载胶FDM新方法，以聚合物管材为胶水的载体，通过打印后胶水的化学反应使熔丝间形成化学键粘接，从而显著提升层间结合强度。与传统无胶产品相比，打印产品的拉伸强度提高95%，断裂伸长率提高248%。新的工艺解决了传统FDM 3D打印产品层间结合强度差的难题。

熔融沉积；3D打印；PE管材；管载胶；力学性能

熔融沉积制造（FDM）是3D打印技术的一种，由美国学者Scott Crump于1988年提出，其原理为：将丝状材料通过喷头加热熔融后，由喷嘴挤出，按照零件截面轮廓自下而上逐层打印，层层堆叠成形[1—3]。由于打印设备简单、成本较低、制造速度快、材料范围广泛等优点，FDM在组织工程、医疗设备、电子电路以及个性化创意产品等领域，得到了广泛的应用研究[4—6]。

FDM一般采用聚合物材料，加工产品的层间结合强是该工艺的主要瓶颈难题[7—8]。熔融打印过程中，聚合物熔丝按照一定顺序进行层层堆叠，层内熔丝接触时还未固化，融合程度相对较好；而层与层之间，由于熔丝接触的时间间隔较长，已打印层已经部分或完全固化，当前打印的熔丝难以与之融合，导致层间界面结合力差[9]，严重制约了FDM技术的应用。……