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聚酰亚胺3D打印有新策略

字体: 】 中国塑料加工工业协会专家委员会转自:中国化工报  

  近日,中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室王晓龙研究员团队和江南大学机械学院刘禹教授团队合作,在原DLP 3D打印聚酰亚胺基础上,开发出一种适用于高性能聚酰亚胺增材制造的紫外辅助直书写工艺。
  研究人员建立了一种新型的“光固化聚酰胺酸前驱体+热酰亚胺化”新策略,提出利用UV-辅助直书写打印技术完成高性能聚酰亚胺的直接三维复杂成形,实现了相关的材料制造与装备工艺技术专利创新。该策略不仅适合本研究体系下的聚酰亚胺前驱体制造,同样适合其他聚酰亚胺体系,由此能够实现所有通用聚酰亚胺前驱体的增材制造。
  该3D打印聚酰亚胺材料的机械性能、耐热性及热机械性能在领域内首次达到传统聚酰亚胺材料的80%以上,尺寸收缩率仅为6%,与FDM、SLA等主流3D打印技术相当。在获取高性能聚酰亚胺材料基础上,研究人员进一步实现了其他打印技术如SLA、DLA等无法做到的多种可定制构件制造,如曲面聚酰亚胺成形、弹簧及单支悬空件自由结构、耐高温聚酰亚胺导线等。
  聚酰亚胺是特种工程材料,广泛应用于航空、航天、微电子、纳米、液晶等领域。然而对于聚酰亚胺开展复杂成形与数字加工极为困难,造成其应用对象受限。因此,发展高性能、适用于3D打印的聚酰亚胺墨水材料将具有广泛应用潜能。近年来,国内外已有数篇关于3D打印聚酰亚胺的报道,但其要么成形后尺寸收缩太大,要么与传统聚酰亚胺材料性能相差较远。因此,高性能聚酰亚胺增材制造正在成为国内外3D打印及装备领域面临的重要挑战和研究重点之一。

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