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聚乳酸（PLA）粉末在 SLS 3D 打印中的应用
2024-03-15
激光烧结技术具备高精度、无支撑打印、以及打印材料多样性等优势特点，现已逐渐成为广泛应用于各领域的制造技术之一。当前应用于SLS打印的高分子材料主要包括尼龙及其复合材料、TPU、PPS、PEEK、PP等。聚合物材料与金属、陶瓷材料相比，具有成形温度低、烧结激光功率小、精度高等优点。同时，聚合物材料品种和性能的多样性以及各种改性技术的应用，也进一步增加了其在SLS 3D打印中的应用优势。
随着3D打印开始由原型制造到最终用途零件制造的重心转移，以及系列生产应用的增加，聚合物粉末材料在未来具备较大的发展前景。
本文将重点聚焦聚乳酸（PLA）粉末材料在SLS 3D打印中的应用。
一、PLA粉末应用于SLS 3D打印的特点分析
聚乳酸（PLA）是以可再生植物资源为原料制成的，具有良好的生物可降解性，能最终分解成二氧化碳和水，是国际公认的环境友好材料，被誉为高分子材料领域新的产业革命性材料。
应用于SLS 3D打印领域，聚乳酸粉末可以形成热成型和压缩模具所需的定制、精密几何形状。基于其性能特点，聚乳酸粉末的打印过程安全无毒，如果应用于铸造，过程中没有烟和有毒气体产生，更为低碳环保。另外，聚乳酸粉末的熔融温度更低，有助于降低能耗。
客观来讲，聚乳酸粉末3D打印材料存在优势，但是其在部分专业领域的应用也有一定的局限性。而作为一种具备较好的生物相容性和生物降解性的高分子材料，聚乳酸粉末材料在医疗方向的应用可以规避不足，突出优势。
图 | 深圳聚生聚乳酸粉末材料
首先，聚乳酸材料具有良好的生物相容性，可应用于组织工程、骨科修复材料等。PLA与SLS技术结合，可解决骨支架个性化外形与多孔结构制备难等问题。PLA与羟基磷灰石（HA）复合，可通过SLS成形工艺制备接骨板等制件，具有良好的生物相容性和骨诱导性。
另外，聚乳酸其单体中具有一个手型原子，其聚合物存在多种立体构型，如聚左旋乳酸（PLLA）、聚右旋乳酸（PDLA）、聚消旋乳酸（PDLLA）。不同组成聚乳酸粉末与SLS技术结合，可以赋予制品不同的性能，如不同的降解周期。PLLA与PDLA通过共结晶形成立构复合物具有更高的熔点、更好的耐热性、耐溶剂性等。
总的来说，聚乳酸粉末作为一种生物基、生物可降解高分子材料，易于使用，优势明显，与SLS 3D打印技术的结合将为行业提供更为环保的创新解决方案。
二、PLA粉末在医疗方向的应用简介
通过SLS 3D打印技术，可以制造出具有复杂结构的人体组织和器官模型，用于测试、手术模拟以及组织工程等领域。打印成组织工程支架、骨科植入物、器官等；体内植入可吸收降解，可定制化个性化精准化打印模型，减少制作时间和成本，在医用领域应用前景广泛。
1.定制医疗器械和设备
SLS可以用于制造医疗器械和设备，如外科手术工具、支架义肢等。由于SLS技术可以在单个步骤中创建复杂的几何形状，因此可以生产出适合特定患者的个性化产品，为患者提供更好的适应性和舒适度。
2.仿生组织和器官模型
SLS技术可以用来制造仿生组织和器官模型，用于医学研究、教学和手术规划。这些模型可以提供医生更直观的了解患者的病情，并帮助进行手术规划和培训。
3.生物医用材料研究
除了直接制造医疗产品，SLS还可以用于生物医用材料的研究和开发。通过SLS技术可以制造具有特定结构和性能的生物材料，用于组织工程、药物释放等领域。
三、关于深圳聚生（eSUNMed）
深圳聚生主要致力于生物医用高分子材料的开发和应用。聚生可根据用户需求提供微球定制加工服务，一方面可为客户提供各类分子量的PLA、PDLLA、PCL、PLGA、PLCL等医用级原料，另外，也可根据客户需求，定制粒径在10-100μm的上述聚合物实心微球。
目前，深圳聚生具备PCL、PLLA、PDLA均聚物及PDLLA、PLGA、PLCL等共聚物的公斤级制备能力，掌握了高分子量PLLA（特性粘度4.0 dL/g）、PCL（特性粘度2.0 dL/g)的聚合技术，具备不同共聚比例、不同端基结构的聚合能力。此外，公司采取独特的纯化处理技术，进一步提高产品各项技术指标，确保产品符合植入级聚乳酸行业标准《YY/T 0661-2017》及中国药典中关于相关药用高分子聚合物辅料的要求。
通过微球制乳滴备技术研究，深圳聚生可制备尺寸可控、粒径均一的乳滴。通过乳滴固化工艺研究，制备出表面光滑、圆整度高、D50在10-100 μm范围内可控的PLLA、PCL、PLGA等空白微球，通过特殊粒径分级工艺处理使粒径分布进一步收窄，span值可达0.7以内。
3D打印作为一种技术革命，正在广泛而深入地改变人类的生产与生活方式。深圳聚生将结合公司在聚乳酸材料研发和应用上的优势，深入探索相关技术工艺，推动PLA 粉末打印的产业化，以材料创新引领和推动行业更高效和可持续的生产及应用。
以上，深圳聚生欢迎有需求的研发机构或企事业单位与我们联系，定制产品或开发新的应用。
接下来我们也将陆续为大家详细介绍PLA微球在高端生物医药、日化产品研发等领域的具体应用，敬请关注！