ICS25020 C3599T/GXDSL 团体标准 T/GXDSL062—2025 4D打印材料性能评价标准 PerformanceEvaluationStandardsfor4DPrintingMaterials 2025-7-4发布 2025-9-3实施 广西电子商务企业联合会发布 全国团体标准信息平台 T/GXDSL062—2025 I目  次 前  言..............................................................................II 一、引言...............................................................................1 二、范围...............................................................................1 三、规范性引用文件.....................................................................2 四、术语和定义.........................................................................2 五、基本性能评价.......................................................................3 六、刺激响应性能评价...................................................................3 七、形状变化性能评价...................................................................4 八、环境适应性评价.....................................................................4 九、功能耐久性评价.....................................................................5 十、附则...............................................................................5 全国团体标准信息平台 T/GXDSL062—2025 II前  言 本文件依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由广西产学研科学研究院提出。 本文件由广西电子商务企业联合会归口。 本文件起草单位：广西研科院高新技术有限公司，广西产学研科学研究院，广西科技大学，广西研 科院传媒有限公司，遇龙宝（桂林）科技有限公司，广西蓝脑科技有限公司，广西泽灵科技有限公 司，优特森新材料集团有限公司，南宁市大数据发展协会，广西玉馨信息科技有限公司，广西南方 美丽文化科技有限公司。 本文件主要起草人：周伯韬，韦新，梁郁，庄文斌，李世恒，刘东方，甘汉才，陈世卿，黄熙宇， 黄中锋，王睿，张燕，谢世旭，王灿琼。 本文件为首次发布。 全国团体标准信息平台 T/GXDSL062—2025 14D打印材料性能评价标准 一、引言 随着智能制造的快速发展，4D打印技术作为3D打印的革新性延伸，正在引发新一轮材料革命。为 规范4D打印材料性能评价体系，推动智能材料产业高质量发展，特制定本标准。 本标准基于我国4D打印材料研发成果和国际先进经验，系统整合了材料科学（形状记忆回复率≥ 95%）、增材制造（打印精度≤100μm）和智能响应（刺激响应时间≤60s）等多学科交叉技术。标准编 制过程中广泛调研了航空航天、生物医疗、柔性电子等重点应用领域需求，经过多轮专家论证和实验室 验证，确保标准的科学性、先进性和实用性。标准重点解决了智能材料性能量化（刺激响应灵敏度≥ 0.5%/℃）、多场耦合评价（温度/湿度/光照协同控制精度±1%）和长期稳定性（循环次数≥100次） 等关键技术问题。 本标准的发布实施，将填补我国4D打印材料性能评价标准空白，对促进智能材料研发应用、培育 新材料产业新动能具有重要意义。标准严格遵循《新材料产业发展指南》等政策要求，与现行材料测试 国家标准保持协调一致，为4D打印材料提供全面性能评价依据。 二、范围 本标准全面规定了4D打印材料的性能评价技术要求和测试方法，适用于具有外界刺激响应特性的 智能材料研发、生产和应用全流程。在材料类型方面，本标准涵盖形状记忆聚合物（形状恢复率≥90%）、 刺激响应水凝胶（溶胀率50-1000%）、液晶弹性体（驱动应变≥50%）等主流4D打印材料，要求材料 具备可打印性（粘度范围100-10000Pa·s）和智能响应性（响应阈值≤50J/cm³）等基本特征。 在性能维度方面，本标准建立了包括基础物性（拉伸强度≥10MPa）、刺激响应（温度灵敏度≥ 0.5%/℃）、形状变化（变形精度±100μm）和环境适应（-20℃~80℃稳定工作）等四维评价体系。测 试系统需集成多场耦合装置（温度控制精度±0.5℃）、高精度检测（应变测量±0.1%）和动态分析（采 样频率≥10Hz）等功能，支持材料在复杂环境下的性能表征。 全国团体标准信息平台 T/GXDSL062—2025 2在应用领域方面，本标准适用于航空航天（形状记忆循环≥100次）、生物医疗（降解速率 0.1-10mg/day）、柔性电子（导电率≥10S/m）等场景的材料评价。对于特殊用途的4D打印材料，如生 物相容性材料（细胞存活率≥90%）或极端环境材料（耐温范围-100℃~300℃），可在本标准基础上增 加专项测试要求。本标准不适用于传统无响应性的3D打印材料评价。 三、规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标 准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。 GB/T1040.1-2023《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》 GB/T1843-2023《塑料悬臂梁冲击强度的测定》 ISO/ASTM52900:2023《增材制造一般原理术语》 ISO6721-1:2023《塑料动态机械性能的测定第1部分：一般原则》 ASTMF42.05-2023《4D打印材料测试标准指南》 《新材料产业发展指南（2023-2025年）》（工信部联规〔2023〕15号） 《智能材料创新发展行动计划》（国科发高〔2023〕8号） 四、术语和定义 4D打印材料：在3D打印基础上增加时间维度，能够在外界刺激下发生可编程形状或性能变化的智 能材料。技术指标要求：1)打印层厚≤100μm，打印温度控制精度±2℃；2)刺激响应阈值≤50J/cm ³，响应时间≤60s；3)形状变化重复精度±5%，循环寿命≥100次；4)多材料兼容性，界面结合强度 ≥70%较弱材料强度。根据刺激响应机制分为热响应型（触发温度范围20-120℃）、光响应型（响应波 长365-1550nm）、湿度响应型（湿度响应范围30-95%RH）和多重响应型（响应模式≥2种）。 形状记忆驱动效率：表征4D打印材料形状变化能量转换效率的参数，计算公式为：（输出机械功/ 输入刺激能）×100%。性能要求：热驱动型效率≥15%，光驱动型≥8%，电驱动型≥20%。测试条件：标 准试样尺寸25×5×0.5mm，刺激能量精确控制（误差≤5%），输出功采用微力测试仪测量（精度±0.1mN）。 评价等级：优（≥20%）、良（15-20%）、合格（10-15%）、不合格（<10%）。 动态模量梯度：4D打印材料在刺激作用下弹性模量的可调控范围，计算式为：（最大模量-最小模 全国团体标准信息平台 T/GXDSL062—2025 3量）/平均模量×100%。技术要求：热响应型梯度≥200%，光响应型≥150%，pH响应型≥180%。测试方 法：采用动态机械分析仪（DMA），频率1Hz，应变0.1%，升温速率2℃/min。该指标反映材料在智能 变形过程中的刚度调节能力，适用于柔性机器人、自适应结构等应用场景评价。 刺激响应滞后性：4D打印材料在刺激加载和卸载过程中的性能差异度，包括形状恢复滞后（≤15%）、 温度滞后（≤5℃）、应变滞后（≤3%）等参数。测试要求：完整记录刺激循环曲线（采样频率≥10Hz）， 计算滞后环面积（精度±0.1%）。控制指标：普通应用≤20%，精密驱动应用≤10%，医疗植入物应用≤ 5%。 自修复效能：4D打印材料在损伤后自主修复的能力，评价指标包括：1)修复速度（≥0.1μm/min）； 2)修复效率（强度恢复率≥80%）；3)修复条件（温度≤材料分解温度20℃）；4)修复次数（≥5 次有效修复）。测试方法：制备标准切口（长度1mm，深度50%厚度），在最佳修复条件下修复24h后 测试力学性能。根据修复机制分为热修复型（修复温度≥Tg）、光修复型（波长匹配吸收峰）和溶剂修 复型（溶剂选择性≥90%）。 五、基本性能评价 力学性能测试：拉伸强度（≥10MPa，GB/T1040.1）、弯曲模量（≥500MPa，ISO178）、冲击强 度（≥5kJ/m²，GB/T1843）。测试条件：温度23±2℃，湿度50±5%R