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新工艺可将3D打印材料的强度提高200%

可以通过UT和Oak Ridge国家实验室的科学家开发的新技术来提高3D打印产品的强度。

根据发表在《大分子》上的一项研究,使用紫外线辐射的新工艺可以加强3-D打印材料的粘结,以承受200%以上的横向应力。

熔融沉积建模(FDM)是制造业中的一种流行技术,通常用于印刷原型,工业过程的模具以及跨多个工业领域的定制零件。在FDM中,长丝穿过加热的喷嘴并逐层沉积以形成结构。

“大约有六种3-D打印方法,而所有这些方法都缺乏层粘附性。这意味着这些材料中的许多都是脆性的,因此它们在破裂之前无法承受很大的应变, ” UT化学教授兼ORNL–UT联合教员Mark Dadmun说。

当ORNL生产3D打印的汽车时,Dadmun和他的团队开始对这个问题感兴趣。“尽管这是一项了不起的成就,但这些汽车实际上却无法驾驶,因为它们具有弱点。如果发生了撞车事故,这些汽车会碎裂。”

这些弱点是由于笨重的性质以及层间聚合物链之间的相互作用最小化而导致的层粘附性差的结果。但是Dadmun有解决这个问题的想法。

Dadmun说:“我们发现在印刷产品的各个层之间进行化学键合将增强产品的质量,因为分子现在已经结合在一起,而不是处于分子彼此之间仅漂浮的层中。”

在新工艺中,在打印过程中施加紫外线时会形成化学键。紫外线会引发反应,使印刷材料粘合在一起,从而克服了问题并形成了更坚固的材料。该方法易于实现,并且可以改进多种材料的FDM。

Dadmun和他的同事现在正在努力将此方法扩展到其他材料。

Dadmun说:“最终,我们希望将3D 打印从制造商技术转移到制造技术。”

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