用聚合物衍生陶透射的SiC加载烯酸树脂的热立体石刻法
Evelyn Wang1, Shruti Gupta2, Joseph Fortenbaugh2,3
1Department of Chemical Engineering and Materials Science, Michigan State University, East Lansing, Michigan 48824, United States.
ACS applied engineering materials
|May 1, 2025
概括
近红外 (NIR) 热立体立体印法 (SLA) 能够对先进的聚合物衍生陶 (PDC) 进行3D打印. 这种新的方法克服了UV-SLA的局限性,产生了强大的SiC增强PDC复合材料,具有增强的机械性能.
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
- 陶工程 陶工程 陶工程
背景情况:
- 对于聚合物衍生陶 (PDCs) 的传统紫外线立体石版 (SLA) 面临着材料限制,包括紫外线透明度和耐降解性.
- 这些限制限制限制了适合复杂的3D结构陶制造的预陶聚合物 (PCP) 的选择.
- 现有的UV-SLA方法在保质期稳定性和对照片交叉链接的精确控制方面存在困难.
研究的目的:
- 展示一种新的近红外 (NIR) 热SLA打印技术,用于制造3D结构PDC.
- 克服与PCP传统UV-SLA相关的材料限制.
- 开发一种强大的制造方法,用于SiC增强的PDC复合材料.
主要方法:
- 使用高强度的808nm NIR激光器进行局部热加热和自由基聚合,用于高负荷,可热固化的烯酸盐基树脂.
- 采用了自上而下的激光扫描配置,并采用了基于门架的平台进行打印.
- 后处理涉及解绑,聚合物透和热解 (PIP) 以提高机械强度.
主要成果:
- 成功制造了3D结构的PDC复合材料,用晶体碳化 (SiC) 填充剂增强.
- 该矩阵由无形氧化碳化 (SiOC) 和碳化 (SiCN) 组成.
- 在NIR打印的样本中,达到48MPa的屈曲强度和4MPa·m1/2的断裂性.
结论:
- NIR热SLA是制造复杂PDC组件的UV-SLA的一个可行的替代方案.
- 这种方法扩大了可用的预陶聚合物的范围,并提高了制造能力.
- 展示的技术产生了高性能SiC增强PDC复合材料,适用于苛刻的应用.
