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新型3D打印涂層:為聚合物顆粒帶來多功能性與色彩革新 

2024-04-22 10:14
2024年4月22日,據(jù)資源庫了解,諾丁漢大學(xué)的科學(xué)家和工程師們開發(fā)出一種新的塑料顆粒涂層,這種涂層被用于3D打印,并極大地擴(kuò)展了其功能和商業(yè)應(yīng)用的可能性。這項技術(shù)使用了超臨界二氧化碳來高效、有效且環(huán)保地涂覆PA-12聚合物顆粒,這種聚合物是3D打印中經(jīng)常使用的材料,特別是在汽車和航空航天行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。
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整個涂層過程涉及將組分與超臨界二氧化碳、聚(甲基丙烯酸異冰片酯)和單體一起添加到高壓釜中,通過聚合反應(yīng)在PA-12粉末上形成堅固的涂層。然后,這種處理過的粉末可用于粉末床熔融(PBF)工藝。研究團(tuán)隊使用EOS Formiga P100進(jìn)行了一系列測試,特別是針對薄壁物體和帶有懸垂組件的復(fù)雜結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)只需處理成型室中約20%的粉末即可實(shí)現(xiàn)部件的均勻著色。
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這種新的涂層技術(shù)不僅可以為3D打印產(chǎn)品增添多種顏色,還能賦予抗霉和抗菌的特性,這些成果已經(jīng)在《自然通訊》雜志上發(fā)表。通過單獨(dú)調(diào)整不同粉末的比例,可以靈活獲得各種顏色,實(shí)現(xiàn)了一種簡單的系統(tǒng),其中某些粉末按需稱重,以便在任何一天都能打印出不同的顏色。此外,該團(tuán)隊開發(fā)了一種預(yù)測顏色的算法模型,進(jìn)一步優(yōu)化了顏色的精確復(fù)制。
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Christopher Tuck教授,材料工程專家及增材制造中心的成員,強(qiáng)調(diào)了這一技術(shù)的重要性:“3D打印或增材制造的真正價值在于其定制獨(dú)特產(chǎn)品的能力,但材料和屬性的限制一直是其應(yīng)用的瓶頸。這一新技術(shù)為材料的多功能化提供了便捷途徑,而且不影響材料的加工性。”

Steve Howdle教授,化學(xué)學(xué)院院長,也對這項技術(shù)的未來潛力表達(dá)了樂觀的看法:“通過簡單但有效的顆粒涂覆技術(shù),我們不僅解決了3D打印聚合物功能性的局限,還確保新的彩色聚合物粉末能夠與現(xiàn)有的商業(yè)打印機(jī)完美兼容。這一技術(shù)的推廣將為3D打印行業(yè)帶來潛在的變革,特別是在提升環(huán)境適應(yīng)性和功能性方面。”

此外,該團(tuán)隊還進(jìn)行了生物膜測試,發(fā)現(xiàn)涂層部件比未涂層部件更能抵抗細(xì)菌和真菌,增強(qiáng)了產(chǎn)品的生物安全性。未來,這種技術(shù)可能會被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)更耐用、色彩豐富且具有生物防護(hù)功能的3D打印產(chǎn)品,從而推動3D打印技術(shù)在多個行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。
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