美國科研人員開發(fā)出自修復(fù)3D打印材料

近年來，彈性體3D打印材料提供的柔韌性和強(qiáng)度，推動了其在消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域中的應(yīng)用。許多研究人員開發(fā)了增強(qiáng)的彈性體基述職，以試圖擴(kuò)大其在不同行業(yè)中的應(yīng)用。美國陸軍實(shí)研究實(shí)驗(yàn)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。

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(biāo)準(zhǔn)光敏聚合物水平的1,000倍。

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

該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步測試了其DAP網(wǎng)絡(luò)，將具有不同機(jī)械性能的不同交聯(lián)密度進(jìn)行匹配，以創(chuàng)建具有機(jī)械失配界面的零件。使用多個注射器擠出機(jī)，用三種不同的材料對對象進(jìn)行3D打印，每個擠出機(jī)都有一個單獨(dú)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(qiáng)度。

因此，研究小組得出結(jié)論，新型的材料在制造強(qiáng)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(jìn)一步調(diào)整，但將來將會用于制造一系列多樣化物體，以實(shí)現(xiàn)100%的自我修復(fù)。