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美國喬治亞理工學、北京大學、中科院深圳先進技術研究院合作研發出一種灰度光固化(g-DLP)3D打印技術,通過兩步固化制備出功能梯度材料(FGM)。
FGM常用的3D打印方法包括PolyJet法、噴墨打印、擠出打印、光固化打印。但是,PolyJet法設備成本高、制品精度低、原材料可選範圍小;噴墨打印和擠出打印效率低、功能梯度變化不連續;光固化打印梯度材料性能可調範圍窄、容易殘留單體。為此,研究人員開發出g-DLP 3D打印技術,先通過灰度光固化混合油墨形成基本結構,随後進行二次熱固化除去殘留單體并實現功能大範圍連續變化。研究發現,g-DLP 3D打印試樣的模量可在1.4 MPa~1.2 GPa範圍變化,玻璃化轉變溫度Tg在14℃~68℃内可調。通過對光固化過程中材料結構和力學性能變化進行分析,證實g-DLP 3D打印制品的性能與光強存在非線性關系。
g-DLP 3D打印技術可用于晶格或細胞結構、負泊松比超材料、軟體機器人、可調聲學超材料、變剛度醫學模型、4D打印複合材料、防僞3D打印等。
(藍海星)
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