機能的用途向けの3Dプリント異方性ポリマー材料

異方性は、さまざまな方向に沿って、その機械的、電気的、熱、光学特性などの変動を示すための材料の特性です。異方性材料は、航空宇宙、センシング、ソフトロボット工学、および組織工学の幅広いアプリケーションのために、大きな研究関心を集めています。3D印刷は、制御された組成と複雑なアーキテクチャを達成する上で並外れた利点を提供し、それにより異方性機能を備えた3Dオブジェクトの製造を可能にします。ここでは、材料押出、VAT光重合、粉末床融合、シートラミネーションなどのさまざまな技術に基づいた異方性ポリマー材料の3D印刷に関する最近の進捗状況の包括的なレビューが提示されています。異方性構造の操作に実装された最先端の戦略は、材料カテゴリ、機能、潜在的なアプリケーションの議論で強調されています。このレビューは、現在の課題を分析し、この分野でのさらなる開発のための視点を提供することで結論付けられています。

Anisotropy is the characteristic of a material to exhibit variations in its mechanical, electrical, thermal, optical properties, etc. along different directions. Anisotropic materials have attracted great research interest because of their wide applications in aerospace, sensing, soft robotics, and tissue engineering. 3D printing provides exceptional advantages in achieving controlled compositions and complex architecture, thereby enabling the manufacture of 3D objects with anisotropic functionalities. Here, a comprehensive review of the recent progress on 3D printing of anisotropic polymer materials based on different techniques including material extrusion, vat photopolymerization, powder bed fusion, and sheet lamination is presented. The state-of-the-art strategies implemented in manipulating anisotropic structures are highlighted with the discussion of material categories, functionalities, and potential applications. This review is concluded with analyzing the current challenges and providing perspectives for further development in this field.