通过瓦特光聚合制造微凝增强水凝的制造
Cody O Crosby1,2, Abhishek P Dhand3, Jonathan T Taasan1
1BioFrontiers Institute and Department of Chemical and Biological Engineering, University of Colorado, Boulder, Colorado 80303, United States.
ACS macro letters
|April 29, 2025
概括
我们开发了一种使用数字光处理 (DLP) 来3D打印微凝增强水凝的新方法. 这种技术提高了材料的强度,减少了胀,使复杂的设计可用于各种应用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 水凝是具有可调节性质的多功能生物材料.
- 微凝增强为增强水凝机械性能提供了一条途径.
- 瓦特光聚合,包括数字光处理 (DLP),使复杂的3D结构制造成为可能.
研究的目的:
- 开发一种简单的方法,用于微凝增强水凝的容器光聚合.
- 调查微凝加入对水凝特性和打印能力的影响.
- 为了展示使用这种增强水凝系统制造复杂的3D结构.
主要方法:
- 在烯胺单体树脂中使用的诺伯改性氨酸 (NorHA) 微凝.
- 采用数字光处理 (DLP) 来进行光聚合,结合光和暗聚合.
- 描述了由此产生的水凝网络结构,机械性能 (故障时的压力,断裂的工作) 和胀行为.
主要成果:
- 加入微凝,即使在低体积分数 (30%v/v) 中,也显著增强了机械性能,在故障和断裂工作时增加了高达4倍的应力.
- 微凝强化导致水凝胀的减少.
- 复杂形状的3D打印,例如超材料格子,通过均的微凝分布实现.
结论:
- 一种用于微凝增强水凝的简单DLP方法被成功证明,利用双重聚合机制.
- 微凝的加入显著提高了水凝的机械强度,并减少了胀.
- 这种方法使复杂结构的3D打印具有增强的特性,扩大了几何自由至关重要的潜在应用.
