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熔融挤压堆积成型（FDM）的特点有：1）系统构造原理和操作简单；2）维护成木低，系统运行安全；3）可以成型任意复杂程度的零件；4）支撑去除简单，无需化学清洗。

    在打印方式上，与其他三维打印工艺相比，熔融挤压堆积成型(FDM)无需分两步进行材料的平铺与粘结成型，只需按打印路径从喷嘴挤出材料，材料通过冷却结晶成型。在打印条件上，熔融挤压堆积成型(FDM)只需把材料加热到熔融状态挤出，而不需要激光或者其他黏结材料来辅助，这极大简化了打印工序。但由于喷嘴工作温度的限制，熔融挤压堆积成型(FDM)只适合加工工程塑料等熔点较低的材料。

图1.1 熔融挤压堆积成型打印示意图

1.2  三维打印耗材简介

1.2.1  三维打印耗材分类

由于不同的三维打印工艺叠加成型原理不同，所以每种工艺能够打印的材料类型也各有不同。熔融挤压堆积成型（FDM）主要使用的原材料有热塑性材料，如ABS、PC、PLA等。激光固化光敏树脂成型（SLA）主要使用材料是透明色光敏树脂、乳白光敏树脂等。激光烧结（SLS）使用的材料是如尼龙、ABS、树脂裹覆砂、聚碳酸脂、金属和陶瓷粉末等。三维喷涂粘结成型（3DP）使用粉末材料，如石膏粉末作为材料。而喷墨技术工艺（Ployjet）使用材料是光敏树脂聚合材料[4]。

1.2.2  聚乳酸简介

本文将针对展开研究的PLA（聚乳酸），就是一种新型生物降解材料，英文全称为poly lactic acid（聚丙交酯），是熔融沉积成型（FDM）常用的材料之一。聚乳酸属于聚酯类，是以乳酸为主要原料聚合得到的高分子聚合物，原料来源充分而且可以再生,比如玉米、木薯等就是聚乳酸的主要原料。聚乳酸的生产过程环保无污染，而且其产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，是理想的绿色高分子材料。

PLA（聚乳酸）的热稳定性好，加工温度170～230℃，有不错的抗溶剂性，机械性能及物理性能良好，与普通工程塑料相仿，可用多种方式进行加工，如纺丝、挤压、双轴拉伸、注射吹塑，也常用于三维打印。由PLA（聚乳酸）制成的产品除能生物降解外，生物相容性、透明性、光泽度、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装、制造业和医疗卫生等领域[8-10]。

1.3  三维打印的发展现状与应用前景

1.3.1  三维打印的发展史与发展现状

1.3.2  三维打印技术的应用前景

1.4  本文的主要研究内容与意义

随着三维打印技术的日益成熟，三维打印在产品研发与生产制造方面地位也日渐提升。虽然我国在三维打印技术上已经取得一系列成就，但三维打印材料的供给形势不容乐观，成为制约三维打印产业发展的一大瓶颈。本文研究的聚乳酸（PLA)三维打印耗材有着可观的应用前景，目前也已经应用到实际生产中，但对其性能的研究却不多，使聚乳酸（PLA）材料的进一步的应用受到了一定的阻碍。

基于三维打印技术与三维打印材料的发展现状，为了进一步深入了解三维打印技术，并对三维打印材料PLA（聚乳酸）进行研究，本课题将采用FDM（熔融沉积成型）型三维打印机，以PLA（聚乳酸）线材为研究对象，对其力学和热学性质进行测试分析，并对PLA线材的三维打印及工艺优化进行研究。

研究成果对于促进PLA（聚乳酸）线材的改进及三维打印工艺的优化具有重要作用。 (责任编辑：qin)