3D打印乳胶丁苯橡胶的方法开启了打印技术新篇章
2020-08-11 17:15:11浏览:1479次8月3日据报道,美国弗吉尼亚理工大学的研究人员研发出一种3D打印乳液丁苯橡胶 (SBR)的方法,开启了打印具有复杂几何形状的各种弹性体材料的新篇章。
关于这一新方法,弗吉尼亚理工大学在声明中称,研究人员通过“光固化”(VP)技术对液态胶乳进行化学改性,使之可以进行打印——此技术是利用紫外光将黏性树脂固化或硬化成特定的形状或外形。
人们生活中一般认知的乳胶是手套或油漆中的材料。乳胶是指一组(长而重复的分子链)盘绕在分散在水中的纳米颗粒中的聚合物。胶体形态能有效地将聚合物的粘度、分子量关系与大分子的螯合分离为离散的纳米级颗粒,从而减轻了链间纠缠。聚合物胶体,通常称为聚合物分散体或胶乳,通常包含均匀分散在水中(称为连续相)的亚微米聚合物颗粒(称为内相)。
3D打印技术是一种增材制造工艺,作为第3次工业革命的核心技术之一,能够很好的满足未来制造业对快速化、个性化、一体化和轻量化的要求。
聚合物胶体(胶乳)拥有高分子量,因其伴随高溶液黏度和熔体黏度而不会受VP的影响。为了保持“极脆弱”的液态橡胶的稳定性,该校高分子科学与工程专业学生菲尔·斯科特决定构建一个“类似建筑施工脚手架的装置,让其环绕胶乳颗粒将其固定住” 。这种方式使得胶乳能够保持其结构,同时可把光引发剂和其它配合料添加到胶乳内,从而可能在紫外光照射下进行3D打印。
为了正确地打印树脂,研究人员选用了光固化技术,并定制一个专门大面积扫描紫外光的打印机。为了避免胶乳颗粒的散射,在打印机上嵌入一个摄像头来捕捉每桶胶乳树脂的图像。
该打印机凭借自定义算法,能够“看见” 紫外光在树脂表面的相互作用,进而自动调整打印参数,以避免树脂散射,并只固化成预期的形状。
据称,这项新成果有助于增加乳液橡胶在众多应用领域,包括软体机器人、医疗设备或减震器中的使用。