颗粒基3D打印中PLA/TPU共混物的多功能应用探索：界面融合与性能调控

来源：EFL生物3D打印与生物制造

多材料颗粒3D打印技术（FGF）因可利用商业聚合物颗粒和添加剂制造多功能模型而备受关注，但其界面性能研究有限，如聚合物比例对界面强度和结合的影响。传统多喷嘴3D打印通过填充设计调节材料性能的范围受限，且材料脆性随填充密度降低而增加。来自新加坡南洋理工大学的Wai Yee Yeong教授和新加坡制造技术研究所的Mui Ling Sharon Nai教授团队合作，利用多材料FGF技术对PLA和TPU进行原位共混，系统研究了5种PLA/TPU比例下的机械和热性能，优化3D打印参数，使界面剪切强度提升约320%，还通过添加炭黑增强TPU导电性，开发出兼具加热功能和刺激响应特性的多功能鞋垫。相关工作以“Exploring PLA/TPU blends in pellet-based printing for multifunctional applications: Blending and interfacial properties”为题发表在《Materials Science & Engineering R》上。

研究要点

1、实验设计：选用5种PLA/TPU比例，优化3D打印参数，结合流变、压缩等测试分析性能。

2、性能分析：75%PLA/25%TPU blend韧性最佳，界面剪切强度提升320%，cTPU加热功能获验证。

3、应用验证：设计集成cTPU加热层的多功能鞋垫，证实可通过 Joule 加热控制硬度。

4、结论展望：FGF技术具多材料定制潜力，未来需优化材料与工艺以提升分辨率和性能。

文章来源：
https://doi.org/10.1016/j.mser.2025.100981