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熔融沉积快速成型水溶性支撑材料的制备与研究
熔融沉积快速成型（FusedDepositionModeling，FDM）是一种广泛应用于快速原型制造领域的技术，但其主要支撑材料为有机聚合物，难以快速溶解和清除，限制了产品表面质量和制造效率。为了解决这一问题，研究者们开始关注水溶性支撑材料的制备与研究。本文将就熔融沉积快速成型水溶性支撑材料的制备方法、特性及在应用领域中的研究进展进行阐述。
1.水溶性支撑材料的制备方法
目前，研究者们主要采用两种方法制备水溶性支撑材料，即改性聚乙二醇（PolyethyleneGlycol，PEG）和改性聚乳酸（PolylacticAcid，PLA）。
1.1改性聚乙二醇（PEG）
PEG是一种常见的水溶性聚合物，可以通过改性的方法得到具有一定强度和可塑性的水溶性支撑材料。具体操作步骤包括加热PEG至熔点，加入填料如纳米纤维素或碳纳米管，搅拌均匀后制备成薄膜或丝状支撑材料。
1.2改性聚乳酸（PLA）
PLA是一种生物可降解的聚合物，通过添加改性剂，使其具有一定的水溶性和可打印性。制备方法主要包括将PLA与改性剂进行混合，通过熔融挤出、热成型、粉碎等工艺步骤得到水溶性支撑材料。
2.水溶性支撑材料的特性
水溶性支撑材料作为熔融沉积快速成型技术的一项重要组成部分，其特性对制造效率和产品质量有着重要影响。
2.1溶解性
水溶性支撑材料具有较高的溶解性，可以在水中快速溶解，实现对零件的支撑结构的清除，且不会残留在产品中，对产品质量无影响。
2.2机械性能
水溶性支撑材料的机械性能需要满足一定的要求，既要保证支撑结构的稳定性，又不能过于坚硬，以免对打印过程中的构件造成损伤。
2.3打印性能
水溶性支撑材料的打印性能需要良好，包括对成型温度的适应性、与主材料的相容性以及良好的可处理性，保证打印过程的连续性和稳定性。
3.研究进展与应用领域分析
熔融沉积快速成型水溶性支撑材料的研究进展主要集中在材料的制备方法和性能改进上。
3.1材料制备方法改进
目前，研究者们正在探索新的材料制备方法，如复合材料、增强材料和改性材料制备方法。这些方法能够提高水溶性支撑材料的机械性能、耐温性和成型性能，使其更适用于不同领域的应用。
3.2应用领域分析
水溶性支撑材料广泛应用于医疗领域、航空航天领域和汽车制造领域等。在医疗领域，水溶性支撑材料可用于制造支架、人工器官和药物输送系统等。在航空航天领域，水溶性支撑材料可用于制造复杂形状的零件和干涉结构。在汽车制造领域，水溶性支撑材料可用于制造复杂的内部组件和支架。
4.结论
熔融沉积快速成型水溶性支撑材料的制备与研究是当前研究的热点。通过改进材料制备方法和改善材料特性，可以提高熔融沉积快速成型的制造效率和产品质量，推动该技术在不同领域的应用。然而，仍需要进一步研究，以提高水溶性支撑材料的机械性能和稳定性，并探索新的材料制备方法和应用领域，进一步拓宽其应用范围。