FDM技术是应用最广泛、最具有生命力的3D打印技术，是一种快速、安全、廉价的快速成型工艺，它容易操作，设备成本低，工艺简洁。打印材料是3D打印进一步发展的主要技术瓶颈，适用于FDM 3D打印机的耗材，不仅要满足高机械强度、低收缩率、适合熔融温度等要求，而且更要满足安全、无毒、无刺激性等环保要求。

目前适用于FDM打印技术的耗材主要有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚乳酸（PLA）、聚碳酸酯（PC）、聚苯砜（PPSF）和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯（PETG）、聚醚醚酮（PEEK）、TPE/TPU柔性材料等。但是，这些材料本身都有一定的缺陷，例如ABS材料遇冷收缩率大，制品易收缩变形，易发生层间剥离及翘曲等，限制了其应用。同时，由于ABS打印温度高达230℃以上，造成材料的部分分解而产生有毒的刺激性气味。TPE/TPU柔性材料打印时难度较高，很难控制材料的进退，尤其对于远端送料的3D打印机。

PLA及其共聚物是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。它具有无毒、无刺激性、可塑性强、易加工成型、易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代替，最终形成水和二氧化碳，不污染环境，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料，被材料学界定为新世纪最有发展前途的新型材料。

目前，市场销售的PLA改性材料基本上都是用于桌面级3D打印机的线状材料，很少有粒状的大型工业级用的PLA改性材料； 而且，目前这些改性材料打印出来的产品都有诸多弊端，比如，翘曲、开裂、粘结性差、后期变形等。

目前，3D 打印材料对设备的专属较强，在3D 打印高端应用领域，国内所使用的打印材料只能依赖进口，导致产品价格极高。另外，打印材料已经严重阻碍了3D打印产业进一步的发展；开发新型绿色环保的PLA 3D打印材料势在必行，也是今后3D打印材料发展的必然。这对于拓宽3D打印耗材的种类和PLA的推广应用具有较大的现实意义，而且这对提高3D打印技术的应用具有重要意义。

为了实现FDM技术在工业上的应用及改善铸造行业的发展，我们公司把FDM打印技术应用到铸造模具工艺设计中，实现了设计、分析、制造过程的一体化，大大提高了铸造模具工艺研发的效率、降低了企业研发成本、提高了铸件模具质量。FDM打印模具技术与传统铸造紧密融合，有利于改造和提升传统铸造行业的核心竞争力，同时，巨大的市场容量也将FDM打印技术带入快速发展通道。

与传统制作铸造模具相比，利用FDM打印技术制作铸造模具，可制作复杂的铸造模具，尤其是木模难以成型的模具。实现复杂铸造模具的一体成型，提高造型精度，速度快，成本低，而且自动化控制工作，劳动强度低，剩余原料可回收再利用。利用FDM打印技术制作铸造模具具有广阔的市场前景。不就的将来，很可能会颠覆整个铸造模具行业。

目前，市场上销售的PLA改性材料应用于FDM打印大型铸造模具还存在很多缺陷，比如易受潮，打印材料受潮，将影响熔融后挤出的顺畅性，易导致喷头堵塞，不利于工件的成型；塑性材料在熔融后凝固的过程中，存在收缩性，使打印过程中工件翘曲或脱落和打印完成后工件变形，影响加工精度，浪费打印材料；有时还会造成打印时出现气泡。

因此，为了实现FDM在工业的应用，我们公司用了一年的时间，开发了一种不仅绿色低碳环保、尺寸稳定性好、强度高、具有加工过程中不堵孔、不断丝、无翘曲变形等优点，并且所生产的制品具有较好的物理机械性能和耐候性的专用于FDM打印大型铸造模具的PLA新型改性材料。这对于拓宽FDM 3D打印技术在铸造生产中的应用具有较大的现实意义，而且这对提高铸造模具的质量具有重要意义。

新型PLA材料的成功研发，不仅填补了公司在3D打印材料领域的空白，丰富了3D产品产品种类及结构，而且降低了FDM打印模具的成本，为公司带来可观的经济效益，并且提升了公司的核心竞争力。

新型材料的优点

1、易降解、绿色环保、无毒、打印流畅，无气味、无污染，安全系数高。

2、具有优越的流动性、快速结晶性和高韧性，且具有不易受潮，收缩率低、粘度低、熔融温度低、打印精度高的特点，综合性能高，非常适用于FDM打印大型铸造模具；

3、本新型材料的韧性，抗冲击性等机械性能成倍提高；抗伸强度高达75Mpa；弹性模量可达1800-3500Mpa；缺口冲击强度18KJ/m2；维卡软化（B₅₀）温度105℃。而且，使用本材料打印而成的产品的耐用性远远超过常规的PLA材料，而且还能承受更大的压力和磨损。

4、打印成品具有表面光洁，外观漂亮，匀称，尺寸稳定，不易收缩等优良特点，很好的解决了打印产品的翘曲、开裂、粘结性差等缺陷。

5、PLA废料可完全回收再生利用，不仅降低了成本，提高了资源利用率，而且在当今社会提倡“低碳、节能、环保”的可持续发展战略中起到了关键作用。

  6、制作工艺流程短，设备要求简单、制造过程简便、操作方便、没有涉及严苛的化学工艺操作，非常适合于大规模的工业生产。