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美国实验室开发自修复3D打印材料

近年来,弹性体3D打印材料提供的柔韧性和强度,推动了其在消费产品领域中的应用。许多研究人员开发了增强的弹性体基述职,以试图扩大其在不同行业中的应用。美国陆军实研究实验室与德克萨斯AM大学联合,开发具有自愈功能的3D聚合物材料,该技术将会应用于从人造肢体到柔性航空部件等多个领域。

可自我修复的弹性3D打印材料

研究人员生产的树脂由低聚物线性预聚物和双马来酰亚胺(BMI)交联剂的混合物组成。将不同量的BMI“镶嵌”在聚合物上,并通过热可逆DA反应与两个交联分子呋喃和马来酰亚胺连接。人们发现,改变交联分子的数量可以调节材料的刚度,从而有可能将其提高至标准光敏聚合物水平的1,000倍。

在评估实验中,研究小组发现以80ppm和176ppm的速度变化表明,当交联剂用完时,整个过程变慢了。与模制样品相比,3D打印DAP的拉伸强度也更高,为0.5-0.7 MPa,表明该材料具有填补传统印刷部件中间隙的能力。

研究人员发现材料在温度120度以上是可修复的

该团队进一步测试了其DAP网络,将具有不同机械性能的不同交联密度进行匹配,以创建具有机械失配界面的零件。使用多个注射器挤出机,用三种不同的材料对对象进行3D打印,每个挤出机都有一个单独的DAP。简要压力测试表明,该组件比使用常规FDM聚合物材料生产的零件具有更高的强度。

因此,研究小组得出结论,新型的材料在制造强度和弹性等方面都具有可应用于制造零件的潜力,不过还需要调整用于创建零件的BMI数量。他们的新型3D打印材料虽然还需要进一步调整,但将来将会用于制造一系列多样化物体,以实现100%的自我修复。