等離子體預處理可以增強3D列印

愛爾蘭研究人員評估了使用筒式大氣等離子體系統處理3D列印中使用的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚乳酸等聚合物顆粒

增材製造（AM）也就是3D列印，這是一個逐層製造零件的工藝。它越來越多地用於高級應用，包括利用形狀記憶聚合物列印自適應結構。

AM其中一種方法稱為熔融沉積建模（FDM）。在這種方法中，聚合物通過噴嘴擠出，逐層複製零件的橫截面幾何形狀。噴嘴包含電阻加熱器，使聚合物處在高於其熔點的溫度下，以使其容易流過噴嘴並形成層。AM最常用的聚合物是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）和聚乳酸（PLA）。

以前已應用等離子體通過清潔表面，改變結晶度或通過交聯以及在表面上引入極性基團，而不改變聚合物顆粒的本體組成來改變聚合物顆粒的表面性質。愛爾蘭都柏林機械與材料工程學院研究人員的一項新研究報道了筒式大氣等離子體系統在形成長絲之前預處理ABS和PLA聚合物顆粒的性能。

已有研究報道過筒式等離子體用於粉末預處理的有效性，但該小組系統地研究了改變大氣等離子體處理條件對聚合物顆粒活化水平的影響。

聚合物顆粒經等離子體預處理之後，發現由ABS和PLA列印的AM樣品拉伸強度增加。等離子體預處理樣品在測試過程中也表現出增加了結構內聚力，三維結構直到破壞時刻還保持完整。

等離子體筒式反應器的示意圖（左）和研究中使用的聚合物顆粒照片（右）

對於AM製造的ABS和PLA狗骨骼樣品，使用等離子體預處理過的聚合物顆粒和細絲的最大拉伸強度分別增加了22%和16%。

團隊成員Denis Dowling說：「根據對PLA顆粒進行的超聲波溶劑清洗研究，我們可以得出結論，等離子體活化與去除污染物相反，是實現AM拉伸試驗樣品增強機械強度的最重要因素。」

原文來自advancedsciencenews，原文題目為How Plasma Can Enhance 3D Printing，由材料科技在線匯總整理

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