自修復聚合物的3D列印，旨在透過修復裂紋和劃痕等損傷來延長產品壽命，並具有提高零件質量和耐用性的潛力。熱塑性聚氨酯（TPU）由於具有室溫修復能力和良好的機械效能而在自修復聚合物領域引起了極大的關注，但是在過去，修復主要是透過氫鍵實現的。

在3D列印中還需要生物組織（如面板和腱）的自愈特性，並且將類似特徵整合到柔性聚合物列印材料中的能力可能會為軟機器人和消費電子產品的增材製造開啟全新的領域， 除其他事項外。儘管迄今為止已經證明，透過3D列印實現這些所需的特性很困難，但該領域內的研究正在迅速增加。

但是，過去成功地開發了由蝦製成的可解鎖自修復可穿戴裝置的蝦類生物聚合物，並開發了3D列印的自修復智慧手機和計算機螢幕，從而在過去取得了進展。甚至有人預測，在未來的幾十年內，改造，自我修復的無人機和飛機將成為現實。

最近，南加州大學的研究人員開發了一種3D列印的橡膠材料，該材料能夠自我修復，可以延長鞋子，輪胎，軟機器人和電子產品的壽命，而拉馬爾大學的一個團隊則使用立體光刻（SLA）列印的仙人掌式結構，具有自主自我修復功能。

在其他地方，科學家創造了一種抗紫外線和耐熱的自修復乳膠玻璃，德克薩斯州農工大學與美國陸軍研究實驗室的合作見證了新型可回收，自修復的聚合物3D列印材料系列的開發。

SH-TPU的FDM列印

在他們的研究中，代爾夫特大學的研究人員試圖生產和機械測試一種使用FDM對低溫SH-TPU進行3D列印的方法。首先，將SH-TPU合成為聚合物平板，然後加工成可3D列印的細絲，然後將其成功列印在改良的Ultimaker 2+上。用E3D Titan擠出機替換了機器的列印頭，並安裝了一個附加風扇，以幫助材料在退出噴嘴後保持穩定。然後使用Ultimaker的CURA軟體生成用於列印的G程式碼檔案，以列印20x10x4mm的矩形塊。

SH-TPU樣品在三種不同的列印頭溫度下列印；225、230和235攝氏度。根據目測，以230度印刷的那些被認為是最好的質量。研究人員使用壓縮切割測試評估了3D列印樣品的機械效能，並透過建立受控切割並測試了已修復樣品的機械效能來觀察了它們的自我修復行為。

在癒合過程中，將切下的樣品放在攝氏30度的烤箱中放置24小時。根據研究人員的說法，在研究過程中充分證明了SH-TPU能夠完全治癒切穿損傷和恢復抗斷裂效能的能力。

保持自我修復能力

研究人員觀察到SH-TPU燈絲直徑的巨大差異，導致列印過程中聚合物沉積不均勻，從而降低了列印質量。但是，他們認為可以進行最佳化，儘管如此，SH-TPU的空隙距離非常低，並且可以保持其完整的形狀完整性。據科學家稱，這表明自修復聚合物獲得高質量3D列印零件的潛力，而不會明顯檢測到構成樣品的細絲。

此外，SH-TPU在3D列印過程後完全保留了其自愈能力，並完全恢復了其機械效能。研究人員表示，基於擠出的自修復聚合物3D列印主要集中在水凝膠和基於可逆共價鍵的溫度反應性聚合物的液相沉積建模（LDM）列印上。這樣，由於SH-TPU的高熔體粘附性和粘度特性使其難以加工，因此很少關注在中等或接近室溫下的SH-TPU的印刷。

然而，正如研究人員所確定的那樣，它們良好的癒合能力以及可生產的大量產品使其成為探索FDM列印的自愈聚合物的良好候選者。