近年來(lái)，3D打印以其特殊的增材制造方式，在產(chǎn)品原型、珠寶制作、生物工程與醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展迅速。3D打印主要是利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造三維結(jié)構(gòu)的模型并控制材料在計(jì)算機(jī)代碼的指令下一層一層堆積形成物體來(lái)實(shí)現(xiàn)增材制造。
目前用于3D打印的塑木復(fù)合材料主要有木粉塑料復(fù)合材料、竹粉塑料復(fù)合材料和秸稈塑料復(fù)合材料3種。其中塑料基體主要集中在PLA和PE上，植物纖維則主要是利用木材、竹材和秸稈作為填充增強(qiáng)體；涉及的3D打印方式有FDM、SLS和LOM，主要是適用于FDM的線(xiàn)材研究較多。WPC兼具生物質(zhì)纖維與塑料的特性，充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)點(diǎn)，硬度和剛性比純塑料更高，尺寸穩(wěn)定性也有所提升，同時(shí)復(fù)合材料的防腐蝕性和防潮性明顯上升、耐候性顯著加強(qiáng)，也較易進(jìn)行二次加工，且制件具有木材質(zhì)感，成本低廉。用這種生物質(zhì)纖維改性塑料的塑木復(fù)合材料作為3D打印材料，既可以一定程度緩解木材資源匱乏的壓力，另一方面還能改善塑料生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題。
由于木質(zhì)纖維是最易獲得且相對(duì)容易處理的植物纖維，所以對(duì)于木粉塑料復(fù)合材料的研究也開(kāi)始得最早，且研究得最為全面和透徹。材料是3D打印的核心基礎(chǔ)之一，同時(shí)也是目前制約3D打印技術(shù)發(fā)展與推廣的瓶頸。目前國(guó)內(nèi)3D打印用塑木耗材的研究主要集中在塑木復(fù)合線(xiàn)材的制備和改性上。線(xiàn)材成型技術(shù)流程已有成熟路線(xiàn)，改性研究的焦點(diǎn)則是以塑木界面相容性的提高、復(fù)合材料力學(xué)性能提升和脆性得到改善三方面為主。塑木復(fù)合材料作為3D打印材料還有一些瓶頸問(wèn)題需要突破：一是復(fù)合材料的穩(wěn)定打印性能有待提升，急需解決打印不順暢的問(wèn)題。二是復(fù)合材料品種較少，功能比較單一，研究主要集中在PLA與木材、竹材纖維的復(fù)合，秸稈、稻殼、麥苗等其他生物質(zhì)纖維與PLA的復(fù)合還較為少見(jiàn)。三是缺少塑木3D打印材料方面的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，建立并完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，行業(yè)內(nèi)實(shí)行統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保材料的穩(wěn)定和可靠，也是塑木3D打印行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。預(yù)計(jì)未來(lái)可能的發(fā)展方向主要有四個(gè)方面：一是大范圍大體量地引進(jìn)廢棄塑料作為生產(chǎn)原材料，可節(jié)約成本且一定程度解決廢棄塑料污染問(wèn)題；二是擴(kuò)展植物纖維品種和來(lái)源，引進(jìn)稻殼、麥苗等其他植物纖維，回收廢棄家具、廢棄農(nóng)林邊角料等；三是提高耗材中植物纖維含量，開(kāi)發(fā)高含量植物纖維同時(shí)保持良好性能的塑木3D打印耗材；四是塑木耗材的功能性開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)阻燃、防霉、防蟲(chóng)、抗紫外光降解甚或多功能的可打印塑木耗材。
3D打印用塑木復(fù)合材料的應(yīng)用拓寬了3D打印耗材領(lǐng)域，由塑料為主向綠色材料發(fā)展，是一種低成本、可降解的環(huán)境友好型材料，將之與3D打印結(jié)合具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。目前采用各種天然纖維用于塑木復(fù)合材料原料的研究呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這種復(fù)合材料可充分利用木材加工剩余物、廢舊回收木竹材及家具、農(nóng)業(yè)剩余物秸稈稻殼等和各種廢棄塑料，既可以保護(hù)有限的木材資源，同時(shí)緩解難降解性塑料對(duì)環(huán)境的影響，尤其是聚乳酸基生物質(zhì)復(fù)合材料，兩種主要原料都是可生物降解的綠色環(huán)保材料，吻合當(dāng)前“低碳環(huán)保”理念。3D打印塑木復(fù)合材料憑借其優(yōu)勢(shì)具有潛在的發(fā)展空間，復(fù)合材料的阻燃、防霉、耐候等功能性的發(fā)展會(huì)不斷拓展其應(yīng)用，塑木復(fù)合材料已在工藝品、手機(jī)殼、復(fù)合門(mén)窗、建筑等方面得到應(yīng)用，深受市場(chǎng)歡迎。當(dāng)前我國(guó)尚未出臺(tái)專(zhuān)門(mén)針對(duì)3D打印用塑木復(fù)合材料性能檢測(cè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡快制訂這些標(biāo)準(zhǔn)以指導(dǎo)生產(chǎn)。今后隨著植物纖維/塑料復(fù)合材料的研究不斷發(fā)展、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立與完善，其在3D打印中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛，成為3D打印的一個(gè)越來(lái)越重要的分支材料。
