SLS 3D打印尼龙聚合物防菌涂层

南极熊导读：虽然3D打印可以生产出各种个性化的产品，但由于材料和属性的限制，制造商可能无法完全实现它们的设计潜力或实现产品的理想性能。因此，研究人员正在研究如何释放它们的潜力。

△该研究已发表在《自然通讯》杂志上，题目为“为激光烧结用聚合物粉末引入功能性的简便一步法途径”（传送门）

2024年4月19日，南极熊获悉，诺丁汉大学化学学院和工程学院的研究人员宣称，他们开发出一种新型的塑料涂层，能够赋予塑料材料更多的功能性。

这项研究致力于解决使用业内广泛采用的关键聚合物（PA-12）在潮湿环境中的应用限制。目前，由于霉菌和真菌的生长，使用聚酰胺材料制成的物品无法在潮湿环境中长期使用。因此，研究提出了一种新型彩色聚合物粉末，通过开发新的外壳涂层，可以有效防止霉菌和真菌的生长，从而为3D打印对象在潮湿环境中的应用提供了新的可能性。

该团队表示，他们使用超临界二氧化碳创建了一种高效、有效且清洁的工艺来涂覆3D打印过程中使用的PA-12聚合物颗粒，显着增强了其功能。

△反应程序示意图，一种多功能且可持续的方法来创建粉末床熔融或激光烧结粉末，并且可以使用当前可用的商业设备进行打印

技术研发背景

最常见的商业3D打印技术之一是粉末床熔融或激光烧结。在这一过程中，一层自由流动的聚合物粉末被铺设下来，激光在计算机生成的设计引导下逐层熔化粉末。

一层新的粉末铺在上一层粉末上，激光再次将粉末熔化，同时将粉末固定在下一层粉末上。这一过程一直持续到设计部件完成，通常包括数千层。

PA-12是一种坚固的塑料，在3D打印行业通常用于打印复杂而精细的部件，通常应用于汽车或航空航天行业。

目前，制造商只能选择灰色或白色粉末，然后再添加颜色。然而，新的工艺可以解决这个问题，它可以提供两个关键功能：添加涂层，以获得颜色以及防霉和防霉特性。

△已经带有涂层的塑料3D打印部件

新塑料涂层为3D打印材料提供功能化

工程学院增材制造中心材料工程教授Christopher Tuck说：“由于所使用聚合物的功能限制，3D打印行业面临着一些挑战。为了应对其中的一些挑战，我们创造了一种简单而有效的方法，通过对颗粒进行涂层来增加功能性。我们设计了彩壳聚合物，使其与打印聚合物的机械性能和热性能相匹配。这种新工艺为开发多种材料性能提供了一条简便的途径，同时又不影响加工性能。”

化学学院院长Steve Howdle教授指出：“最重要的是，我们已经证明了这一点，使用了业内普遍采用的材料PA-12。我们的新型彩色聚合物粉末能够完美地在现有的商用机器中运作。”

△通过扫描电子显微镜（SEM）图像展示了涂层和未涂层颗粒表面结构的明显差异

目前，由于霉菌和真菌的生长，使用PA-12制成的物品不能在潮湿的环境中使用。而新的外壳涂层可用于开发防止这种情况发生的涂层，为3D打印对象在新领域的应用开辟了新的可能性。

Howdle教授补充道：“这种工艺的一个主要优点在于，它可以很容易地融入当前的商业3D 打印工艺中。这不仅可能通过引入新功能和简化工艺来拓宽行业范围，而且重要的是，所有这些都是可持续的。”

总的来说，由于霉菌和真菌的生长，使用PA-12制成的物品不能在潮湿的环境中使用。而新的外壳涂层可用于开发防止这种情况发生的涂层，为3D打印对象在新领域的应用开辟了新的可能性。