可光固化的高能聚合物基材料用于3D打印

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 增材制造 增材制造 增材制造
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 数字光处理 (DLP) 是一个有前途的增材制造技术,用于高能材料,由于其非热性质.
• 现有的方法通常涉及高温,这可能会损害高能材料的稳定性.
• 紫外线固化光聚合物为3D打印高能材料提供了潜在的解决方案.

研究的目的:

• 调查使用紫外线固化尿甲基烯酸聚合物用于DLP3D打印高能材料的可行性.
• 描述开发的可光固化树脂的聚合行为,机械性能和热性能.
• 评估这种方法在制造复杂,高能耗系统方面的潜力.

主要方法:

• 一种UV固化尿甲基酸聚合物的配方,含有70%的盐基高能固体粉末.
• 研究聚合动力学和固化深度作为紫外线光功率密度的函数.
• 3D打印样品的机械测试 (压力和拉伸强度) 和热重力测量分析 (TGA).
• 在不同压力条件下测量燃烧速度.

主要成果:

• 粉末的紫外线辐射透明度增加提高了固化深度,范围从600μm到2mm.
• DLP 3D打印件达到92%的完全密度,压力强度为29 ± 3 MPa,拉伸强度为13 ± 1.3 MPa.
• 热重力测量分析表明,复合树脂的分解温度下降,伴随着显著的热量产生.
• 燃烧速度从0.74升至3.68mm/s,压力从0.1升至4MPa.

结论:

• 使用拟议的紫外线光固化树脂进行DLP3D打印是制造高能材料的可行方法.
• 该技术允许生产具有可控制能量特性的复杂型材部件.
• 进一步的研究可以优化配方,以提高能源系统的性能和安全性.