【作 者】：网站采编
【关键词】：
【摘 要】：项目 落地 行业 会议 调研 企业 推广 作者 签约 材料有难题，都找DT新材料! 橡胶材料及产品迎来新的挑战。 以橡胶的第一大产品 轮胎举例。新时代下，随着现代汽车和航空工业的迅猛

项目

落地

行业

会议

调研

企业

推广

作者

签约

材料有难题，都找DT新材料!

橡胶材料及产品迎来新的挑战。

以橡胶的第一大产品 轮胎举例。新时代下，随着现代汽车和航空工业的迅猛发展，轮胎性能的要求也在不断提高。例如，在机动性方面，要求尽可能好的抓着牵引性能，抗湿滑和刹车制动性能，行驶稳定与转弯操控性能;在安全性方面，要求尽可能好的疲劳耐久性能，耐磨性能与防爆安全性能;在舒适性方面，要求尽可能好的减振降噪性能;在节能环保方面，要求尽可能低的滚动阻力，加工制造能耗以及优异的材料环保与循环利用性能等。这些复杂多样的性能要求已使当今轮胎出现本质功能与辅助功能交织、多目标优化难以兼顾的矛盾，陷入了所谓"魔术三角"等破茧无门的困境。

轮胎设计与制造工艺创新的发展方向就是要研究解决这些矛盾，综合运用机械、力学、材料学、摩擦学、声学、传热学等多学科知识，发展 新型轮胎的结构设计与制造工艺。

3D打印技术带来新的机遇

3D打印技术是一种增材制造工艺，作为第3次工业革命的核心技术之一，能够很好的满足未来制造业对 快速化、 个性化、 一体化和 轻量化的要求。该技术的三大支撑为软件、设备和打印材料。其中打印材料是3D打印的物质基础，也是限制其进一步发展的技术瓶颈。在弹性体制品领域，3D打印技术可用于制品的研发和直接生产，同样也可以用于轮胎领域。近年来，3D打印弹性体的研发得到广泛关注。

弹性体领域应用的3D打印技术分为四种，主要有 熔融沉积快速成型(FDM)技术、 选择性激光烧结(SLS)技术、 立体光固化(SLA)技术和 聚合物喷射(PolyJet)技术。FDM技术在弹性体领域应用较多，原材料通常是长丝状的热塑性弹性体(TPE)。该技术工艺为丝状材料经挤出机加热熔融、挤出后沉积、凝固、冷却，是一种比较普适的3D打印技术。

弹性体材料则分为 热固性弹性体和 TPE。热固性弹性体主要指传统意义上的橡胶，包括不饱和橡胶如天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶，以及饱和橡胶，如乙丙橡胶和硅橡胶等。TPE包括嵌段共聚型和共混型。目前，国内外已经应用3D打印技术成功打印出球靴、自行车轮胎和汽车轮胎等弹性体制品。

3D打印机

目前3D打印的快速原型制作已经广泛应用于汽车轮胎制造业，如韩国韩泰轮胎公司借助于3D 打印机可以在七八个小时内按计算机辅助设计图打印出实物轮胎，避免产品研发过程中样胎制作的高成本和长周期，同时在概念设计过程中也使用了3D打印技术，以便在部门间更好地交流，并提高设计数据的安全性。

另外弹性体制品的加工通常需要使用 模具，而模具制造成本高、耗时长，不适合小批量生产。3D打印由于其灵活性而成为小批量制造产品或模具的一种有效方法。英国西部大学针对直接3D打印产品与先3D打印模具再制备产品两种方法制造了智能打印装置，并进行了对比，这两种方法各有利弊。3D打印技术直接用于打印弹性体功能件的需求有力促进了3D打印弹性体材料的开发。

弹性体材料概念图

《中国橡胶工业强国发展战略研究》规划并制定了中国橡胶工业"十三五"(2016-2020年)和"十四五"(2021-2025年)这10年的发展战略、方针和政策，在重大科技开发和建设项目中， "3D打印汽车用热塑性弹性体胶管"预计在"十四五"期间完成，" 3D打印技术在乳胶制品模型设计上的应用"预计在"十三五"到"十四五"期间完成。目前的弹性体打印材料还没有传统意义上的 橡胶材料。橡胶制品要实现3D打印必须突破下述几个技术难题。

(1)在材料开发方面需要有革命性的突破。

(2)将硫化工艺融入到3D打印技术中，即在打印过程中能实现硫化。

(3)突破橡胶制品结构的非组合化，如实现轮胎的一体化。

由于节能减排的要求，橡胶制品的硫化已逐渐出现激光硫化、辐射硫化和微波硫化技术，相信光硫化或光固化3D打印橡胶材料是一个发展趋势，具有 光明的前景。

文章来源：《橡塑技术与装备》 网址: http://www.xsjsyzb.cn/zonghexinwen/2020/0716/353.html