美國實驗室開發(fā)自修復(fù)3D打印材料

來源：中關(guān)村在線

近年來，彈性體3D打印材料提供的柔韌性和強度，推動了其在消費產(chǎn)品領(lǐng)域中的應(yīng)用。許多研究人員開發(fā)了增強的彈性體基述職，以試圖擴大其在不同行業(yè)中的應(yīng)用。美國陸軍實研究實驗室與德克薩斯AM大學(xué)聯(lián)合，開發(fā)具有自愈功能的3D聚合物材料，該技術(shù)將會應(yīng)用于從人造肢體到柔性航空部件等多個領(lǐng)域。

可自我修復(fù)的彈性3D打印材料

研究人員生產(chǎn)的樹脂由低聚物線性預(yù)聚物和雙馬來酰亞胺（BMI）交聯(lián)劑的混合物組成。將不同量的BMI“鑲嵌”在聚合物上，并通過熱可逆DA反應(yīng)與兩個交聯(lián)分子呋喃和馬來酰亞胺連接。人們發(fā)現(xiàn)，改變交聯(lián)分子的數(shù)量可以調(diào)節(jié)材料的剛度，從而有可能將其提高至標準光敏聚合物水平的1,000倍。

在評估實驗中，研究小組發(fā)現(xiàn)以80ppm和176ppm的速度變化表明，當交聯(lián)劑用完時，整個過程變慢了。與模制樣品相比，3D打印DAP的拉伸強度也更高，為0.5-0.7 MPa，表明該材料具有填補傳統(tǒng)印刷部件中間隙的能力。

研究人員發(fā)現(xiàn)材料在溫度120度以上是可修復(fù)的

該團隊進一步測試了其DAP網(wǎng)絡(luò)，將具有不同機械性能的不同交聯(lián)密度進行匹配，以創(chuàng)建具有機械失配界面的零件。使用多個注射器擠出機，用三種不同的材料對對象進行3D打印，每個擠出機都有一個單獨的DAP。簡要壓力測試表明，該組件比使用常規(guī)FDM聚合物材料生產(chǎn)的零件具有更高的強度。

因此，研究小組得出結(jié)論，新型的材料在制造強度和彈性等方面都具有可應(yīng)用于制造零件的潛力，不過還需要調(diào)整用于創(chuàng)建零件的BMI數(shù)量。他們的新型3D打印材料雖然還需要進一步調(diào)整，但將來將會用于制造一系列多樣化物體，以實現(xiàn)100%的自我修復(fù)。