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3D打印机新闻:微米级化学催化剂有望商业化

时间:2019-08-22 10:02 来源:企业 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃

     日前,据英国皇家化学学会的期刊Material Horizons的一篇论文Immersion precipitation 3D printing (ip3DP),来自新加坡科技与设计大学的研究人员想出了运用多种常见3D打印耗材材料制备显微镜级微观多孔结构的方法。

      微观多孔结构具有广泛的商业用途,像是18年8月卡内基梅隆大学副教授Rahul Panat带领他的团队成功制造出微观多孔锂电池,成功将电池容量提升4倍。或是MicGill大学的Damiano Pasini制造出接近天然骨骼多孔结构的3D打印骨骼植入物。无论是用于过滤,电池储存,人体植入物还是化学催化剂等等,微观多孔结构均有着广泛的应用背景和广阔的商业价值。

      现如今的显微镜级微观多孔结构,多需要生产工艺制作出来。且制备方法往往用溶液溶解原模型,以析出最终的多孔结构。而多余的可溶解原料也会被浪费。这也加大了生产成本投入。此外,由于生产工艺的限制,生产出的多孔材料也会在几何设计上有所限制。

      3D打印业,目前流行在耗材中加入可溶的PVA。在打印完成品后,通过溶解PVA,即可得到多孔状结构。而树脂3D打印耗材也有类似的制备多孔物方法,即通过在树脂中添加混合物得到该生产效果。但相比该校的研究成果而言,此生产方法生产出的多孔结构本身可控性就很小。而这种方法下,生产可选用的材料也极其有限。

      来自新加坡科技与设计大学的研究人员Rahul Karyappa等运用了一种新的打印方法,浸入式3D打印。

      通过该方法,他们能够打印出孔状结构(孔直径1-20μm)和无孔状微观结构。他们采用了饱和蒸气压及粘度变化范围大的墨水,来用于制造孔状结构。实验中,他们以溶入ABS的丙酮溶液作为墨水。并展示如何通过ABS树脂材料在墨水中的沉积来生产所需的3D打印内部多孔状结构。致孔剂则使液态树脂材料表面产生显微镜级多孔结构的。

      浸入式3D打印技术能够编织热塑材质内部微米到厘米级的可控孔状结构,对生产3D打印结构和功能性结构提供了极好的样例。 研究者运用了“聚合物-溶剂-非溶剂”的三种物质组合来达到他们理想的孔状沉淀物。

       

      上图是一张运用不同的3D打印材料制造出来的多孔状结构。 最必要的是,聚合物会和溶剂混合,这也是3D打印机的制备方法。 而浸入非溶液则会使沉淀形成,并使聚合物在接触非溶剂时固化。

    

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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