Thermoplastic elastomer filaments and their application in 3D printing

• Autorzy: Przybytek A. , Kucińska-Lipka J. , Janik H.

Warianty tytułu

PL

Termoplastyczne włókna elastomerowe i ich zastosowanie w druku 3D

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper provides an overview on the materials used in the 3D printing technology (the Polish and foreign market) with a particular focus on flexible filaments and their possible application in the industry. There are described the techniques of 3D printing and modern filaments available on the market. There is observed the increase of interest in the production of products from filaments based on thermoplastic elastomers (TPE), including the applications in the electronics and medicine, especially in tissue engineering. Ability to modify the physical and mechanical properties of thermoplastic elastomers, combined with their unique elastic and processability properties, opens new possibilities for engineers, designers and bio-engineers. The possibility to use new materials in 3D printing can contribute to faster development of research and accelerates implementation of innovative products.

PL

Praca stanowi przegląd dostępnych na rynku krajowym i zagranicznym materiałów używanych w technologii druku 3D. Szczególną uwagę poświęcono elastycznym włóknom (ang. flexible filaments) oraz ich potencjalnemu zastosowaniu w przemyśle. Przedstawiono i oceniono stosowane technologie druku 3D. Scharakteryzowano nowoczesne włókna kompozytowe, ich właściwości i zastosowanie. Opisano także najnowsze doniesienia literaturowe związane z otrzymywaniem nowoczesnych termoplastycznych elastomerów (TPE) do wykorzystania w technologii druku 3D. Na podstawie przeanalizowanych publikacji zauważono ogromny wzrost zainteresowania wykorzystaniem termoplastycznych poliuretanów (TPU) w przemyśle elektronicznym, medycznym oraz obuwniczym. Dostępne na rynku nowoczesne produkty wykonane przy użyciu drukarek 3D z wykorzystaniem TPU, potwierdzają te doniesienia. Interesujące jest wykorzystanie wodnych dyspersji TPU z możliwą kontrolą bioaktywności do zastosowań w inżynierii tkankowej. Dodatek do wodnych dyspersji TPU, biopolimerów lub poli(tlenku etylenu) (PEO) powoduje znaczny wzrost ich lepkości. Pozwala to na użycie tego materiału w drukarkach 3D w technologii niskotemperaturowego drukowania (LFDM). Możliwość kontrolowanej zmiany właściwości fizycznych i mechanicznych, wyjątkowa elastyczność, trwałość oraz łatwość przetwórstwa termoplastycznych elastomerów otwierają nowe możliwości wykorzystania druku 3D. Dzięki temu technologia ta przestaje być narzędziem jedynie do prototypowania – umożliwia ona drukowanie materiałów gotowych do użytku na skalę przemysłową.

Słowa kluczowe

EN

3D printing; flexible filaments; thermoplastic elastomer; TPE; thermoplastic polyurethane; TPU

PL

druk 3D; włókna elastyczne; elastomer termoplastyczny; TPE; termoplastyczny poliuretan; TPU

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Elastomery
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 20, nr 4
• Strony: 32--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Przybytek A.

• Polymer Technology Department, Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, Narutowicza Street 11/12 80-233 Gdansk, Poland

autor

Kucińska-Lipka J.

• Polymer Technology Department, Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, Narutowicza Street 11/12 80-233 Gdansk, Poland

autor

Janik H.

• Polymer Technology Department, Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, Narutowicza Street 11/12 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• 1. Rengier F., Mehndiratta A., Tengg-Kobligk H., Zechmann C.M., Unterhinninghofen R., Kauczor H.U., Giesel F.L., Int. J. Comput. Ass. 2010, 5, 335–341.
• 2. Kun K., Procedia Engineering, 2016, 149, 203–211.
• 3. Leigh S., Bradley R., Purssell C., Billson D., Hutchins D., PLoS ONE, 2012, 7, 11.
• 4. Yu W., Kai G., Wei-Hua P., Gui Q., Li Q.X., Chen H.D., Yand JH., Chin. Phys. Lett., 2011, 28, 1.
• 5. Patra S., Young V., Cell Biochemistry and Biophysics, 2016, 74, 93–98.
• 6. Pinnock C.B., Meier E.M., Joshi N.N., et al., Methods, 2016, 99, 20–27.
• 7. Chen Q., Liang S., Thouas G., Progress in Polymer Science, 2013, 38, 584–671.
• 8. Hsu S., Hung K., Lin Y., Su C., Yeh H., Jeng Y., Lu Ch., Dai S., et al., J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 5083–5092.
• 9. Sartori S., Chiono V., Tonda-Turo C., Mattu C., Gianluca C., J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 5128–5144.
• 10. Janik H., Marzec M., Przemysł Chemiczny, 2015, 94/2, 182–185.
• 11. Hung K.C., Tseng C.S., Dai L., Hsu S., Biomaterials, 2016, 83, 156–168.
• 12. Hung K.C., Tseng C.S., Hsu S., Advanced Healthcare materials, 2014, 3, 1578–1587.
• 13. Li Z., Zhang R., Moon KS., Liu Y., Hansen K., Le T., Wong C.P., Adv. Funct. Mater., 2013, 23, 1459–1465.
• 14. China CN104004377 (A) – (2014).
• 15. China CN104292850 (A) – (2014).
• 16. China CN103756236 (A) – (2014).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).