2月24日，东丽株式会社（Toray）宣布利用其自主尼龙颗粒工程技术开发出适用粉末床熔融3D打印的PA12粉末，不仅可使打印件表面光洁度提升至之前的2.5倍，还可提升强度1倍以上。这项技术和产品带给尼龙增材制造的提升和意义到底有多大呢？

东丽全新推出的Trepa pearl^®PA12粉体

适用于粉末床熔融3D打印的粉体，简单总结其特征就是高球形度和表面光滑。早在2022年Toray便推出3D打印专用PA6粉末，为什么直到现在才推出3D打印专用PA12粉末？

粉末床熔融是工业领域最主流的塑料/金属3D打印路线，简而言之就是通过铺展金属粒子或树脂粒子，利用激光作为热源，反复对熔融和凝固的部分进行成型。PA12（尼龙12）的低收缩率和宽温处理窗口尤其利于选择激光烧结（SLS）工艺，而且具体极佳的尺寸稳定性与低吸湿性，优异的机械性能，良好的耐化学性与热稳定性，以及生物相容性，因此在塑料3D打印中占据统治地位。但长期以来，大多商业PA12粉体并非上图高度球形化的形貌，而是多孔和不规则的，这也导致打印件表面粗糙，气密性差（内部孔隙），并且整体强度存在差异（密度梯度）等问题发生。事实上，这些问题也验证了粉体粒径分布、颗粒形貌、表面能、流动性等参数不止影响无机粉体性能，同样影响聚合物粉体性能。上述缺陷或者限制了PA12的增材制造应用潜力，或者降低了PA12打印件的性能高度。

PA12工业生产通常为沉淀聚合路线，与PA6的主要差异在于拥有长碳链使其在沉淀过程中成核缓慢，粘度也更大，继而导致它各向均匀生长枝晶，而不像PA6那样快速固化；而后续球化手段如再熔融（氧化）会使PA12的长链退化，还会破坏SLS工艺窗口。因此球形PA12制备一直都是工业难题。

使用Trepa pearl^®PA12的尼龙打印件

Toray此次官宣虽然没有透露产品工艺细节，但“尼龙颗粒工程技术”的字眼已经基本可以确认这并非（或主要不是）一种后处理技术，而是大概率是前道沉淀聚合阶段的控制技术，涉及成核密度、结晶速度等方面。

此处补充科普，在聚合物体系中，结晶行为会改变体系的局部粘度，从而钉扎或改变相分离（指两种聚合物、或聚合物与溶剂倾向于各自聚集）的形态；而相分离形成的微区尺寸和界面，又会影响结晶的成核位置和生长方向——就种现象叫做相分离与结晶动力学耦合，只有“解耦”才能获得调控材料（粉体）微观结构的控制权，这正是高分子材料工程的一项核心挑战。

Toray认为本次推出的高球形度和光滑的新型尼龙颗粒在需要耐久性和气密性的用途中，能够进一步提高3D打印物的品质，预计在试制品和实用部件的应用范围将会扩大。

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