基于木塑基耗材的增材制造技术研究进展

摘要

以木、竹等生物质材料为基材的3D打印木质制品,兼具木材质感与填充材料的良好性能,是实现可再生资源持续利用的重要途径之一。总结了近年来木塑基耗材的增材制造研究、工艺提升和设备研发的最新进展。首先介绍了通过木粉、木质纤维素、纳米纤维素等为基材或增强组分混合PLA、ABS和TPU等,实现对原材料制备的突破;其次分析了对3D打印木塑基复合材料机械性能和界面相容性等关键技术参数的研究报道;再阐述了基于木塑基耗材FDM、SLS和3DP等不同成型工艺的方法创新及其工业化应用探索,详述了目前基于木塑基耗材的增材制造设备原理及其研发现状,讨论了设备研发中亟待解决的关键问题;最后,从原材料制备木质含量较低、品种偏少,制品材料性能有待提高,以及设备成型效率偏低等三方面,分析了目前基于木塑基耗材的增材制造面临的技术难题与挑战,并从专用耗材、专用设备和全过程工艺研发,以及评价与标准体系建设两个方向提出未来可能的发展趋势。国内外迫切需要完整的木质材料增材制造解决方案,以期实现其从概念验证应用转向产品大规模和商业化生产。