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本发明涉及一种石墨烯3D打印线材及其制备方法,所述的石墨烯3D打印线材由功能化石墨烯粉末和热塑性树脂组成。其制备过程为:首先将热塑性树脂粉末倒入宽度可调的金属模具型腔中,刮平、加热,获得熔融的薄膜基材,然后采取微粉喷射的方式将功能化石墨烯粉末喷射到薄膜基材中,经一次冷却、脱模,获得不同宽度的石墨烯线材预制体,最后将这些预制体有序组装在一起,并放入带有孔洞的金属模具中,在加热条件下挤压,使之变形、融合在一起,经二次冷却后获得所需的石墨烯3D打印线材。该方法制得的石墨烯3D打印线材具有良好的力学性能、导电性能和柔韧性,并易于实现规模化生产和控制成本。