1. 研究目的与意义
背景：增材制造(additive manufacturing，am)俗称3d打印，是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同，是一种"自下而上"通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。近二十年来，am技术取得了快速的发展，"快速原型制造(rapid prototyping)"、"三维打印(3d printing )"、"实体自由制造(solid free-formfabrication) "之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。熔融沉积成型（fused deposition modeling）工艺是3d打印技术中应用最普遍的技术。tpu即热塑性聚氨脂，具有优异的物理性能，是替代pvc和pu的最理想的材料，被国际上称为新型聚合物材料。
现阶段，市面上的手模模型通常采用的材料是硅胶，成型工艺为注塑法，使用真人的手伸入胶体几分钟待胶体凝固将手取出，再将调配好的硅胶混合液倒入已经固定好的模具中，凝固几分钟取出手模。采用这种方法通常有几个问题：
1. 制作工艺繁琐，需要调配手模模具的胶体，同时还需要调配硅胶胶体。整个工艺过程需要用到两个人或者以上。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容：
聚酯型热塑性聚氨酯弹性体是一种力学性能优良的新型有机高分子合成材料,其耐磨性,耐臭性,耐低温,耐油性等性能都是制备3d打印模型的理想材料，但是在具体应用在需要经常弯折，压变的环境中，其柔软程度，成丝性和抗氧化性就不能达到相应要求。本研究主要探究解决：
1．何种填量的聚乳酸对聚酯型热塑性聚氨酯弹性体的拉伸性能，断裂伸长率能够达到最佳效果。
3. 研究的方法与步骤
1.先获得最佳的PLA与TPU用量的复合材料。
将混合物放入单螺杆挤出机中加入润滑剂进行混炼挤出，基础温度大概控制在180℃左右。挤出物经过挤压冷却，再经过平板硫化机140℃ 10Mpa压制成扁条形样品进行力学测试。
表1 正交实验因素水平表
| 水平 因素（w%） PLA A 钛酸酯 B |
| T1 90 1 T2 70 2 T3 50 3 T4 30 4 T5 10 5 |
表2 正交实验表
| 试验号 A B |
| 1 1 1 2 1 2 3 1 3 4 1 4 5 1 5 6 2 1 7 2 2 8 2 3 9 2 4 10 2 5 11 3 1 12 3 2 13 3 3 14 3 4 15 3 5 16 4 1 17 4 2 18 4 3 19 4 4 20 4 5 21 5 1 22 5 2 23 5 3 24 5 4 25 5 5 |
采用5水平2因素正交实验法，绘制断裂伸长率，拉伸强度，撕裂强度表格，选出最佳复合材料量对比。
2.探究环烷油对复合材料硬度和耐弯折能力的影响，选择合适的用量。
使用不同用量的环烷油分别与复合材料加入单螺杆挤出机中熔融混炼，挤出物经压变冷却成扁条形样品进行力学性能测试，绘制环烷油-邵氏A硬度线性表格，探究环烷油对复合材料的影响。
3.试用
在市售家用型3D打印机上进行打印测试，实践观察打印出的成品是否满足柔软度成丝性，耐弯折，耐磨等条件，做出最终总结。4. 参考文献
[1]钱伯章.研究人员开发出3d打印高延伸弹性体[j].世界橡胶工业,2017,44(02):14.
[2] 杜邦高性能材料事业部推出面向3d打印领域的高性能材料[j].上海建材,2017(03):43-44.
[3] 杜邦高性能材料事业部推出面向3d打印领域的高性能材料[j].塑料科技,2017,45(06):94.
5. 计划与进度安排
（1）2022-2022-1学期17-20周~2022-2022-2学期第3周~第4周（2022-12-25~2022-3-23），查阅资料，准备开题报告，外文论文翻译；
（2）第5周~第8周（2022-3-26~4-20），打印材料改性、配方设计、实验；
（3）第9周~第13周（2022-4-23~5-25），实验研究，开展线材挤出成型设计，包括设备选型、工艺流程；
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