当生物塑料爱上3D打印

在这个时代里，一些神奇的事物将横空出世。你只需要拥有一台打印机，就可以使用塑料、金属、巧克力等各种材料来打印出你想要的任何东西，如模具、个性化产品、飞机零部件甚至是人体器官。人们渐渐被这种神奇的机器所吸引。这种热潮导致在亚马逊、百思买这样的购物平台也能随处可见3D打印机及耗材的身影。

如今，3D打印正由工业化用途越来越趋向于民用化用途。对于耗材，人们要求它更环保，更健康，而生物材料恰恰可以满足这种需要。在3D打印耗材领域，生物材料的应用已经出现。这篇文章将简要阐述生物塑料在目前3D打印方面中的应用。

PLA（聚乳酸）

PLA是一种可生物降解的热塑性脂肪族聚酯，它来源于可再生资源如玉米淀粉、甘蔗等。

在熔融沉积制造（FDM）打印机中，PLA线条打印出来的样品成型好，不翘边，外观光滑。除此之外，它最大的优点还在于它的环保性，打印无气味。因此，它常常作为课堂上打印教具的材料的不二之选。小朋友可以天马行空的打印出自己想要的东西。因为它是无毒无害，家长不需要有任何担心。

目前科学家也在积极地研究PLA在SLS打印机中的应用。例如来自新加坡南洋理工大学的Tan K H等在应用SLS技术制造组织工程支架方面的研究中，采用SLS技术成形生物可降解的高分子材料，聚L-乳酸（PLLA），制造了高孔隙度的组织工程支架，并对该支架进行显微镜组织分析，发现其具有生长能力。

PVA（聚乙烯醇）

PVA或聚乙烯醇是一种可生物降解的合成聚合物，它最大的特点就是它的水溶性。

作为一种应用于FDM中的新型打印线条，PVA 在打印过程中是一种很好的支撑材料。

在打印过程结束后，由之所组成的支撑部分能在水中完全溶解且无毒无味，因此可以很容易地从模型上清除。全球打印耗材知名生产商易生（Esun）已推出的PVC水溶性支撑材料在国内乃至国际都获得一致好评。在打印过程中，其与PLA耗材的配合堪称完美。

PHA（聚羟基脂肪酸酯）

PHA是一种以植物为原料的生物基材料，这种生物基材料具有可降解的特性。由于它无毒无害，目前它常常被用来制作医学器具、食品包装袋、儿童玩具、电子产品外壳等。

回收时，由于它的可生物降解性，我们只需要像掩埋食品垃圾一样将其掩埋，它便可在土壤中自然降解。不仅如此，它在淡水和盐水中也能像在土壤中安静降解，并且不会留下任何颗粒物。

在3D打印应用方面，它的应用类似于PLA。人们可以将其制成线条应用于3D打印机，与PLA相比价格较高，并且加工窗口稍窄。

PBAT（聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯）

PBAT属于脂肪族-芳香族共聚酯，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，具有较好的延展性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性.

在3D打印领域，因其突出的柔韧性和生物降解性，在桌面FDM打印机中将获得越来越广泛的应用。

PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯）

采用甘蔗乙烯生产的生物基乙二醇为原料合成的生物基PETG具有FDA认证，被用来制造饮料、食物和其他液体容器。出众的热成形性、坚韧性与耐候性都使PETG与传统PC、抗冲改性亚克力有所不同。PETG无须在热成型加工前进行预干燥处理，其成型周期短，温度低，成品率更高。并且，它可以保持产品的坚韧性，防止变黄。其内部含有的紫外线吸收剂可共挤成保护层，保护板材免受紫外线的影响。

易生研发人员指，PETG作为一种新型的3D打印材料，兼具PLA和ABS的优点。在3D打印时，材料的收缩率非常小，并且具有良好的疏水性，无需在密闭空间里特殊贮存。由于PETG的收缩率低，打印时使用或不使用加热床都行，在打印过程中几乎没有气味。易生推出的新品PETG将广泛应用于医疗用品、日用消费品、包装、薄膜、型材管材以及纤维等领域，其众多产品优势及环保可回收的特性，使得PETG产品具有更为广阔的开发应用前景。

PCL（聚已内酯）

聚已内酯(PCL)是一种生物可降解聚酯，熔点较低，只有60℃左右。与大部分生物材料一样，它也是符合FDA认证可食品接触的材料。人们常常把它用作特殊用途如药物传输设备、缝合剂等。同时，PCL还具有形状记忆性。

在3D打印中，PCL主要用于FDM打印机。由于它熔点低，所以并不需要很高的打印温度，从而达到节能的目的。同时，也由于熔点低使得它可以有效避免人员操作时的烫伤。目前业内人士正在着力研究PCL熔点低的优异特性，并且希望借助这种特性制造出儿童打印机。另外，因为其具有形状记忆的特性，它使得打印出来的东西具有“记忆”，在特定条件下，可以使其恢复到原先设定的形状。

前文中提到PCL材料可用于医学领域，在3D打印中，同样可以用在医学领域，比如把它用来打印心脏支架，业内人士也在探索其更多的可能性。

尼龙11

尼龙11化学名称为聚十一酰胺（生物基材料），英文名称Poly Undecanoylamide，简称PA11，是以蓖麻油为原料合成的长碳链柔软尼龙，具有密度小、强度高、尺寸稳定性强、化学性能稳定的特点，同时它还具有电绝缘优良等优点。

目前，它可用于汽车工业、电子电器工业、军械工业等；得益于它质轻、耐潮湿、耐虫蛀、耐腐蚀的特点，人们还可以把它应用于城巿煤气管道。这种管道施工方便，使用寿命长。由于它良好的耐低温性能，也可应用于食品工业，制作速冻食品的容器、各种包装材料、牛奶等液体食品的传输道。

在3D打印领域中，它可以用FDM打印机制作柔软的产品，例如泳衣。因为其柔韧性不至于在打印过程中被破坏，并且由于其密度大，也能满足泳衣必须防水的需求。

生物基TPU

新一代生物基热塑性聚氨酯产品（生物基TPU）可再生资源含量高达60%，具有优异的机械性能、冷绕曲性、抗水解性和良好的粘着力、耐磨耐压、方便加工回收、密度比石油基的TPU低，是一种轻质且成本效益高的原材料，可替代石油基热塑性聚氨酯和热塑性弹性体使用。在3D打印领域，作为一种弹性线条材料，具有很广泛的应用，如打印鞋子、手环等。

在传统制造业领域，3D打印的成本成为瓶颈，如3D打印替代制造业，成本往往高于传统模具。但在有些特殊领域，如医学领域，3D打印便能发挥它的定制优势。对于3D打印爱好者来说，3D打印可以让其头脑中天马行空的想法成为现实。这种趋势对很多像易生这样专业生产3D打印耗材的公司预示着：3D打印的春天在于民用。

类似于电脑，3D打印机的发展趋势正由工业用途转为民用。这种趋势对于3D打印耗材来说提出了更多要求，如打印速度更高，颜色更丰富，并且可能混色打印。

此外，对于民用更重要的是材料的环保性，生物材料恰恰满足这一需求。试想下您在家中便能打印出你想要的东西而免于毒害的担心，这个时代离我们不远！2

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@blueai.net.cn。