Обзор полимерных материалов для послойного наплавления (FFF): акцент на устойчивое развитие и переработанные материалы

В последнее время послойное наплавление (Fused Filament Fabrication, FFF), один из наиболее перспективных методов аддитивного производства (AM), привлекает значительное внимание. Хотя FFF развивается в направлении производственной технологии, обеспечивающей существенные технологические и материаловедческие инновации, преобразование прототипов, изготовленных методом FFF, в функциональные изделия для промышленных применений по-прежнему остается сложной задачей. Полимерные компоненты, изготовленные методом FFF, характеризуются низкими и анизотропными механическими свойствами по сравнению с аналогичными деталями, полученными традиционными методами производства. Низкие механические свойства изделий, напечатанных методом FFF, могут быть обусловлены слабым межслойным интерфейсом, формирующимся в процессе послойного нанесения материала, а также использованием коммерческих термопластичных материалов. Для повышения конечных свойств моделей, напечатанных методом 3D-печати, для процесса FFF были предложены различные полимерные композиты и нанокомпозиты. Однако даже при значительном улучшении механических свойств не все эти материалы являются биоразлагаемыми. Следовательно, их утилизация представляет собой важную проблему, требующую безотлагательного решения. Поэтому исследователи сосредоточились на разработке природных или пригодных для переработки материалов для технологий FFF. В данном обзоре рассматривается современный прогресс в области инновационных экологичных материалов для FFF с охватом всех возможных промышленных применений и особым вниманием к сфере сохранения культурного наследия.