美國實驗室開發(fā)自修復3D打印材料

來源：中關村在線

近年來，彈性體3D打印材料提供的柔韌性和強度，推動了其在消費產(chǎn)品領域中的應用。許多研究人員開發(fā)了增強的彈性體基述職，以試圖擴大其在不同行業(yè)中的應用。美國陸軍實研究實驗室與德克薩斯AM大學聯(lián)合，開發(fā)具有自愈功能的3D聚合物材料，該技術將會應用于從人造肢體到柔性航空部件等多個領域。

可自我修復的彈性3D打印材料

研究人員生產(chǎn)的樹脂由低聚物線性預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)量可以調節(jié)材料的剛度，從而有可能將其提高至標準光敏聚合物水平的1,000倍。

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

研究人員發(fā)現(xiàn)材料在溫度120度以上是可修復的

該團隊進一步測試了其DAP網(wǎng)絡，將具有不同機械性能的不同交聯(lián)密度進行匹配，以創(chuàng)建具有機械失配界面的零件。使用多個注射器擠出機，用三種不同的材料對對象進行3D打印，每個擠出機都有一個單獨的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度。

因此，研究小組得出結論，新型的材料在制造強度和彈性等方面都具有可應用于制造零件的潛力，不過還需要調整用于創(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一步調整，但將來將會用于制造一系列多樣化物體，以實現(xiàn)100%的自我修復。