近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所（LICP）的研究人員開發(fā)了一種新的無溶劑，可光固化聚酰亞胺油墨。這項(xiàng)重大突破對(duì)未來的SLA技術(shù)和DLP技術(shù)具有重要意義。他們的研究成果現(xiàn)已發(fā)表在“材料科學(xué)”雜志上。
最常用于SLA或DLP技術(shù)的現(xiàn)有材料傾向于環(huán)氧樹脂或丙烯酸酯。雖然這些產(chǎn)品能夠制作復(fù)雜的幾何形狀和相對(duì)堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，但是使用這種3D打印技術(shù)生產(chǎn)的物體的功能通受到限制。新型油墨可以在耐熱性方面產(chǎn)生更具彈性的結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有高度可溶性，這是3D打印油墨的一個(gè)關(guān)鍵特性，因?yàn)樗鼫p少了額外的溶劑，從而影響最終的打印質(zhì)量。
論文《用于3D打印的無溶劑和光固化的聚酰亞胺油墨》描述了新型3D打印材料發(fā)生化學(xué)過程的一些細(xì)節(jié)。首先用甲基丙烯酸縮水甘油酯嫁接的馬來酸酐封端的聚酰亞胺低聚物通過在高沸點(diǎn)溶劑中一步酰亞胺化含二胺和芳族二酐的酚羥基，接著使甲基丙烯酸縮水甘油酯與酚羥基發(fā)生反應(yīng)，無溶劑光固化油墨在具有良好溶解性的低聚物活性稀釋劑中生成。
用油墨進(jìn)行3D打印生成復(fù)雜的幾何形狀和錯(cuò)綜結(jié)構(gòu)沒有太大的困難。下一步測試3D打印物體的材料屬性。這些物體放置在300攝氏度的烤爐中加工，并且浸入不同粘度的熱油中，以觀察它們將如何應(yīng)對(duì)強(qiáng)熱。然后，研究人員測量硬度，拉伸強(qiáng)度和伸長率，在高性能制造中，所有這些物體得具有關(guān)鍵性力學(xué)性能。耐腐蝕性也需被測試。
采用新型光固化聚酰亞胺油墨制作的物體出色地通過了所有這些測試，為SLA和DLP 3D打印技術(shù)的未來展示了巨大的前景。據(jù)研究人員介紹，這種油墨對(duì)于構(gòu)建微型濾油器，通油管材料，冷卻閥門和各種發(fā)動(dòng)機(jī)零件等部件和模型是非常理想的。電子行業(yè)，航空航天和汽車制造業(yè)這些領(lǐng)域少數(shù)尚未開發(fā)的部分可能很快能從最先進(jìn)的3D打印油墨中獲益。
