研究聚乳酸/竹纤维复合材料的制备及其3D打印工艺

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物复合材料是一种生物复合材料.
• 整形外科工程 整形外科工程

背景情况:

• 对于轻量级,个性化和可持续的骨科支架的需求日益增长.
• 需要先进的复合材料,适用于医疗保健中的增材制造.
• 当前材料在满足骨科支架要求方面的局限性.

研究的目的:

• 开发和优化竹纤维 (BF) 增强的多乳酸 (PLA) 复合材料,用于3D打印骨科脚.
• 为了研究聚丁酸甲基甲基 (PBAT) 硬化剂,BF含量和西兰合剂对机械性能的影响.
• 为了确定制造功能骨科支架的最佳3D打印参数.

主要方法:

• BF/PLA复合材料的融化混合,具有不同的PBAT含量和BF负载.
• 对BF进行丝处理,以改善界面粘附和机械性能.
• 评估机械性能,包括冲击强度.
• 复合材料适用于3D打印的评估,包括可打印性和过程参数优化 (温度,速度).

主要成果:

• 一个PLA/PBAT质量比为85/15和10%的BF含量产生了7.7kJ/m2的冲击强度.
• 在2/98的烯/烯质量比率下,BF的烯处理显著提高了冲击强度,达到最多11.3kJ/m2.
• 优化的复合材料在190-210°C喷嘴温度之间显示出良好的打印能力.
• 35mm/s的打印速度被认为是成功制造脚架支架的最佳速度,防止模型崩或裂.

结论:

• 一种具有增强机械性能的新型BF/PLA复合材料已成功开发用于骨科支架应用.
• 丝处理对于改善BF和PLA之间的界面兼容性至关重要,从而导致优越的抗冲击能力.
• 最佳的3D打印参数,特别是打印速度,对于使用这种复合材料制造无缺陷的骨科支架至关重要.