3D PolyJet打印尼龙66/光聚合物织物层压板的力学行为

《Polymers》：Mechanical Behavior of 3D PolyJet-Printed Nylon 66/Photopolymer Textile Laminates

　　

大面积三维多射流打印（3DPP）将连续光聚合物层压板直接沉积到针织物上，为超越局部装饰特征的技术纺织品应用提供了潜在途径。本研究考察了沉积在尼龙66双罗纹针织布上的丙烯酸感光树脂（APR）层压板，尺寸为330 × 432 mm。制备了12层和20层层压板，采用单面和双面构型，并在20小时加速氙弧老化前后，分别沿纵行和横列方向评估了其形态与拉伸行为。扫描电子显微镜（SEM）显示，APR形成连续外层，树脂局部进入纱线间和长丝间空隙，表明树脂与针织结构之间存在形状配合的物理连接；但未测量界面强度。老化前，20层双面（20L-2S）构型表现出最高的最大工程应力，纵行方向达13.11 ± 0.37 MPa，横列方向达7.44 ± 0.28 MPa。相比之下，20层单面（20L-1S）构型保留了显著更大的延展性，纵行方向和横列方向的最大工程应变分别达183.94 ± 2.45%和217.34 ± 2.88%。因此，双面打印使承载能力最大化，而单面20层打印在增强与保持针织基底的大应变响应之间提供了更好的平衡。加速老化使织物支撑层压板的最大工程应力降低5.4–18.7%，最大工程应变降低2.1–21.1%，具体取决于构型和加载方向。无支撑APR层压板在暴露后最大工程应力增加59.9–77.2%，而应变能力没有相应增加。这种对比响应与APR后固化或硬化以及尼龙66延展性降低相一致，但需要化学和界面特定测试来区分这些机制。结果表明，连续3DPP能够生产机械集成的织物-光聚合物层压板，其强度-延展性关系可调，与柔性技术纺织品结构相关。

**论文解读：连续3D PolyJet打印尼龙66/光聚合物纺织层压板的力学行为**

**1. 研究背景与问题**

三维打印（3DP），又称增材制造（AM），已广泛用于汽车、航空航天、可穿戴设备和各类消费品领域。ISO/ASTM 52900将增材制造划分为七类工艺，其中PolyJet技术属于材料喷射，通过逐层选择性沉积液滴并进行原位光聚合固化成型。纺织集成3D打印虽已引起时尚产业和设计师的关注，但其更广泛的非艺术应用仍然有限。现有研究主要集中于打印可行性、聚合物-织物粘附性、表面形貌以及洗涤、磨损或光照后的耐久性，而对连续大面积3DPP层压板作为机械活性组件的研究相对不足。大多数已发表研究关注机织物上的小尺寸3