融合蒸着モデリングによるPLAおよびABS上の疎水性表面の作製

Preparation of Hydrophobic Surface on PLA and ABS by Fused Deposition Modeling.

• Huadong Yang
• Fengchao Ji
• Zhen Li
• Shuai Tao

抄録

農業、医療、食品、包装などの分野では、ポリマーに自浄性、防氷性、防錆性などの特性が求められている。従来の疎水性コーティングの調製方法はコストが高く、プロセスが複雑であるため、部品表面に特別な要求がある。本研究では、設計と加工の柔軟性を備えた溶融堆積モデリング（FDM）3Dプリント技術をポリ乳酸（PLA）とアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ABS）部品への疎水性コーティングの調製に適用し、プリントプロセスパラメータとプリントされた試験部品の表面粗さと濡れ性との関係について検討した。実験の結果、層厚と充填方法は3Dプリントされた試験部品の表面粗さに大きな影響を与えるが、印刷速度は表面粗さに影響を与えないことがわかった。直交実験解析法を用いて濡れ性実験解析を行い、最適な準備プロセスパラメータは、層厚0.25mm、グリッド充填法、印刷速度150mm/sであることがわかった。

In the fields of agriculture, medical treatment, food, and packaging, polymers are required to have the characteristics of self-cleaning, anti-icing, and anti-corrosion. The traditional preparation method of hydrophobic coatings is costly and the process is complex, which has special requirements on the surface of the part. In this study, fused deposition modeling (FDM) 3D printing technology with design and processing flexibility was applied to the preparation of hydrophobic coatings on polylactic acid (PLA) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) parts, and the relationship between the printing process parameters and the surface roughness and wettability of the printed test parts was discussed. The experimental results show that the layer thickness and filling method have a significant effect on the surface roughness of the 3D-printed parts, while the printing speed has no effect on the surface roughness. The orthogonal experiment analysis method was used to perform the wettability experiment analysis, and the optimal preparation process parameters were found to be a layer thickness of 0.25 mm, the Grid filling method, and a printing speed of 150 mm/s.