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3D打印台湾研究人员配制用于 3D 打印的自修复玻璃

2020-05-28  2169

台湾国立中央大学的研究人员开发了一种抗紫外线,耐热,自修复的乳液玻璃。令人印象深刻的性能库使液态固体(LLS)材料成为支撑介质的理想选择,从而可以将UV和热固性油墨(也称为树脂)直接“ 3D写入”其中并独立于周围的LLS进行固化。

对液体状玻璃进行了许多机械测试,以确定其对于支撑介质的适用性

类液体固体和3D书写

根据研究人员的说法,LLS材料可用作液体油墨的坚固支撑介质。在墨水固化时使用它们将墨水固定在适当的位置有助于保持预期的书写几何形状。没有支撑介质,墨水的重力和表面张力会导致流体不稳定(热乱)。

例如,PDMS(一种弹性体)具有生物相容性,无毒且光学清洁,使其可用于润滑剂和消泡剂。尽管具有紫外线和热固性,但由于其极低的预聚物粘度和长的固化时间,其应用在很大程度上限于其流体形式。因此,就其本身而言,它无法维持所需的3D形状足够长的时间以使其固化,因此3D打印非常困难。最近,通过将液态PDMS 3D写入LLS保持介质并在其悬浮后对其进行固化来解决该问题。

自愈乳液玻璃

为了开发下一代支持介质,研究团队首先将一种特殊配方的硅油与山梨糖醇和水混合以形成水溶液。从中,他们提取了一种“稳定的乳胶玻璃”,并将其用作实验的支撑介质。该团队选择使用PDMS弹性体作为油墨,将其3D写入乳胶玻璃并固化。 3D书写设备(喷嘴直径为1.83mm的注射泵)是从头开始构建的。

对3D结构进行建模并写入乳胶玻璃样品中,并通过加热和紫外线进行固化,以证明玻璃适合作为支撑介质。对于UV过程,使用365nm UV灯60秒,对于热过程,将墨玻璃样品在100°C的烤箱中加热1小时。即使经过六次紫外线和热暴露,乳胶玻璃仍保持无相并保持其结构完整性,使其具有紫外线和耐热性。这意味着该玻璃可用于同时固化UV和热敏油墨。

3D打印的PDMS螺旋结构

研究人员还得出结论,水性基质中密集的油滴结构使玻璃具有极高的弹性。这转化为“自我修复”功能,玻璃上的任何孔或切口都会自动关闭。有关这项研究的更多详细信息,请参见题为“作为3D打印的新型液体状固体材料的抗紫外线自修复乳液玻璃”。它是由胡苏伟,宋品荣,阮昭芳,盛玉珍和曹恒光合著的。

乳液玻璃的配方和测试

台湾科学家使用玻璃来辅助3D打印过程时,一些研究人员将玻璃技术进一步发展并开发了3D可打印玻璃。去年年底,瑞士苏黎世联邦理工学院的一组科学家使用改性树脂和DLP 3D打印技术进行了3D打印玻璃结构。印刷玻璃部件具有较高的空间分辨率和多氧化物化学成分。在加拿大的其他地方,拉瓦尔大学(UniversitéLaval)的研究人员开发了一种新颖的3D打印玻璃方法,可用于激光和红外光学系统以及电信设备。

文章来源:中国3D打印网



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