在激活浴中的多材料3D打印使得在现场聚合热具有复杂的几何形状和各种弹性行为
Young Bum Lee1,2,3,4, Yun Seong Kim1,5,4, Chen Chen1,3,4
1Beckman Institute for Advanced Science and Technology, University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana, IL, 61801, USA.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 13, 2025
概括
嵌入式3D打印可以在现场聚合在反应性支持矩阵中的多cyclopentadiene (p(DCPD)) 油墨. 这种新的方法克服了保质期和扭曲问题,允许复杂,高面积比的热和弹性体制造.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 聚环二烯 (p(DCPD)) 是一种强大的耐热固体,在与1,5-环二烯 (COD) 共聚合时具有可调节的特性.
- 前端聚合是一种用于DCPD的快速3D打印方法,但在软配方中面临着墨水稳定性和结构扭曲的挑战.
- 现有的方法需要冷或外部固化,限制了加工灵活性.
研究的目的:
- 为DCPD/COD油墨开发一种新的3D打印策略,以提高稳定性和处理性.
- 为了能够高精度地制造复杂的热和弹性质结构.
- 为了克服传统的正面聚合和直接墨水写作的局限性.
主要方法:
- 嵌入式3D打印使用反应式支矩阵进行局部化现场聚合.
- 支矩阵充当化学激活剂的储存器,启动墨水内的潜在Ru预催化剂的环开放转化聚合.
- 聚合开始于油墨-矩阵接口,向内传播,提供立即稳定.
主要成果:
- 在没有冷藏或外部固化的情况下实现了DCPD/COD油墨的稳定打印.
- 制造出各种热和弹性质结构,其特征小至5微米,面积比高达100.
- 证明成功地创建了复杂的几何形状,如相互连接的链条,浅的球形外和类似毛发的翅膀阵列.
结论:
- 嵌入式3D打印为制造基于先进的PCD材料提供了一种通用而强大的方法.
- 这种技术显著扩大了热和弹性体3D打印的加工窗口.
- 这种方法可以创建复杂的微型架构,这是传统方法无法实现的.
