通过微波加热对3D打印的形状记忆复合材料进行快速和选择性的启动
Soo-Chan An1, Yeonsoo Lim1, Young Chul Jun2
1Department of Materials Science and Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), Ulsan, 44919, Republic of Korea.
Scientific reports
|October 24, 2023
概括
这项研究引入了微波加热,用于快速选择性形状转换3D打印形状记忆聚合物 (SMP) 复合材料. 这克服了复杂,不透明结构的基于光的加热的局限性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 四维 (4D) 打印使3D打印结构能够根据刺激而改变形状.
- 基于光的驱动因不透明材料的缓慢加热而受到限制.
- 快速和选择性启动对于先进的4D打印应用至关重要.
研究的目的:
- 为4D打印的形状记忆聚合物 (SMP) 复合材料开发一种快速和选择性的启动方法.
- 为了利用微波加热作为基于光的热驱动的替代方案.
- 通过双重材料打印和选择性加热来证明对操作的控制.
主要方法:
- 制造具有不同石墨片含量的SMP复合纤维.
- 利用微波辐射对3D打印结构进行体积加热.
- 使用双材料3D打印来控制选择性加热和执行.
主要成果:
- 微波加热在几秒钟内迅速将SMP复合材料的温度提高到其玻璃过渡点以上.
- 3D打印的SMP结构表现出快速的热启动.
- 选择性启动是通过控制的微波加热在双材料打印中实现的.
结论:
- 微波加热为3D打印的SMP复合材料提供了一个快速有效的方法.
- 这种方法克服了基于光的加热对不透明和复杂结构的局限性.
- 开发的技术可以精确控制4D打印对象的形状转换.
