近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所（LICP）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的無(wú)溶劑，可光固化聚酰亞胺油墨。這項(xiàng)重大突破對(duì)未來(lái)的SLA技術(shù)和DLP技術(shù)具有重要意義。他們的研究成果現(xiàn)已發(fā)表在“材料科學(xué)”雜志上。
最常用于SLA或DLP技術(shù)的現(xiàn)有材料傾向于環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸酯。雖然這些產(chǎn)品能夠制作復(fù)雜的幾何形狀和相對(duì)堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，但是使用這種3D打印技術(shù)生產(chǎn)的物體的功能通受到限制。新型油墨可以在耐熱性方面產(chǎn)生更具彈性的結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有高度可溶性，這是3D打印油墨的一個(gè)關(guān)鍵特性，因?yàn)樗鼫p少了額外的溶劑，從而影響最終的打印質(zhì)量。
論文《用于3D打印的無(wú)溶劑和光固化的聚酰亞胺油墨》描述了新型3D打印材料發(fā)生化學(xué)過(guò)程的一些細(xì)節(jié)。首先用甲基丙烯酸縮水甘油酯嫁接的馬來(lái)酸酐封端的聚酰亞胺低聚物通過(guò)在高沸點(diǎn)溶劑中一步酰亞胺化含二胺和芳族二酐的酚羥基，接著使甲基丙烯酸縮水甘油酯與酚羥基發(fā)生反應(yīng)，無(wú)溶劑光固化油墨在具有良好溶解性的低聚物活性稀釋劑中生成。
用油墨進(jìn)行3D打印生成復(fù)雜的幾何形狀和錯(cuò)綜結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的困難。下一步測(cè)試3D打印物體的材料屬性。這些物體放置在300攝氏度的烤爐中加工，并且浸入不同粘度的熱油中，以觀察它們將如何應(yīng)對(duì)強(qiáng)熱。然后，研究人員測(cè)量硬度，拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，在高性能制造中，所有這些物體得具有關(guān)鍵性力學(xué)性能。耐腐蝕性也需被測(cè)試。
采用新型光固化聚酰亞胺油墨制作的物體出色地通過(guò)了所有這些測(cè)試，為SLA和DLP 3D打印技術(shù)的未來(lái)展示了巨大的前景。據(jù)研究人員介紹，這種油墨對(duì)于構(gòu)建微型濾油器，通油管材料，冷卻閥門(mén)和各種發(fā)動(dòng)機(jī)零件等部件和模型是非常理想的。電子行業(yè)，航空航天和汽車(chē)制造業(yè)這些領(lǐng)域少數(shù)尚未開(kāi)發(fā)的部分可能很快能從最先進(jìn)的3D打印油墨中獲益。
