美國(guó)新研究：成功實(shí)現(xiàn)采用“陶瓷材料”進(jìn)行3D打印技術(shù)

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美國(guó)新研究：成功實(shí)現(xiàn)采用“陶瓷材料”進(jìn)行3D打印技術(shù)

美國(guó)HRL實(shí)驗(yàn)室的研究人員近期宣布，成功實(shí)現(xiàn)了采用陶瓷材料進(jìn)行3D打印。

盡管3D打印可以制造出各種各樣形狀的物體，但此前3D打印的材料非常有限。這類材料主要是聚合物塑料，還有少數(shù)的金屬和玻璃。

以往，在研究使用陶瓷材料進(jìn)行3D打印時(shí)，材料通常需要加熱。但這樣的工藝會(huì)造成材料中微小的缺陷，導(dǎo)致成品出現(xiàn)裂縫。HRL實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種被稱作“陶瓷先驅(qū)體聚合物”的材料，這種材料在加熱時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化為陶瓷。從本質(zhì)上來看，先使用這種陶瓷先驅(qū)體聚合物進(jìn)行3D打印，然后在物品成形后再進(jìn)行加熱，使材料變成陶瓷。

這種材料也支持“立體平版印刷”這種主流的3D打印技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)指出，利用紫外線和預(yù)制模板，這種材料可以打印出復(fù)雜度更高的陶瓷物體，而速度則比傳統(tǒng)的立體平版印刷快100～1 000倍。

這一技術(shù)進(jìn)步對(duì)航天業(yè)很有意義。目前，航天器已大量采用陶瓷元件，如機(jī)翼板和軌道火箭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于HRL的陶瓷強(qiáng)度達(dá)到當(dāng)前商用泡沫陶瓷的10倍，因此美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)已經(jīng)授予該團(tuán)隊(duì)燒蝕陶瓷外殼的開發(fā)合同。這種外殼可用于航天器的隔熱層，用于抵御返回大氣層時(shí)產(chǎn)生的熱量。