3D列印材料新突破：乳膠3D列印
2020-07-29 白令三維要實現科學工程的突破，需要大量的工作和研究，更需要專業團隊技術攻關。
近日，據白令三維了解，來自高分子創新研究所、科學院和工程學院的維吉尼亞理工學院跨學科團隊共同提出了一種新的乳膠3D列印方法，並獲得了國家科學基金會獎。維吉尼亞理工大學也與米其林北美合作開展這個項目。
化學教授兼首席研究員蒂莫西龍（timothylong）表示：我的想法是，只有與自己截然不同的人合作，才能實現這些創新。該項目是跨學科研究的典型範例。如果沒有其他實驗室，我們都無法實現這一目標。
橡膠狀彈性體通常存在於塗料和手套中，實際上是一組像蛇一樣卷在分散的納米顆粒中的聚合物。經過成功的三維列印，該技術可以使材料製成複雜的幾何形狀，因此可以用於醫療器械、減震器和軟機器人等許多應用。
增值光聚合（vp）的製備創造了複雜的幾何形狀，具有良好的解析度；然而，高分子量聚合物由於伴隨著高溶液和熔體粘度而不適合。因此，在可列印性和機械性能之間出現了一個具有挑戰性的悖論。報告描述了同時設計光敏聚合物和vp系統來解決這一矛盾，因為前所未有的聚合物凝膠可以有效地解耦粘度依賴於分子量。
高分子科學與工程專業的一名大四學生，一直在努力合成具有適當力學性能和分子量的乳膠材料。然後他開始銷售液體乳膠，但是他必須想辦法改變這種化學品，這樣它就可以用固態印刷。
不過液體乳膠非常脆弱，而且富有彈性。如果添加東西，它將完全失去穩定。為了解決這個問題，他們建造了一個可以把乳膠粒子放在原位的裝置。然後，添加光引發劑和其他化合物以允許紫外輔助列印。
團隊還有一個想法，即將計算機視覺系統嵌入到定製印表機中，以確保精確、詳細的列印，因為液體乳膠粒子可以使乳膠樹脂表面的紫外線輻射到外部。相機捕獲每個單獨的乳膠桶的圖像，自定義算法允許印表機基本上查看紫外光在樹脂上的相互作用，然後相應調整列印參數以固化要列印的形狀。
研究小組的兩位教授說，3d列印乳膠的成功，為過去不能列印類似軟橡膠這類材料的發展奠定了基礎。
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