正在科技飞速繁荣的即日，3D打印本领坊镳强劲春风平常吹遍了各行各业。从庞大周详的机器零件到有板有眼的产物模子，从梦幻般的修造原型到性情化的糊口用品，3D打印本领以其无尽的创造力和足够的轻巧度，将遐思照进实际，便捷人们糊口的同时也给咱们带来了惊喜。

　　3D打印本领别名增材缔制本领，通过逐层堆叠质料构修三维实体，是一种更始的坐蓐形式。其道理与盖砖房犹如，能够轻易总结为“分层缔制，逐层叠加”。

　　3D打印流程并不庞大，最初通过预备机辅助打算软件创修或获取数字模子，然后将该模子切割成一系列尽头薄的横截面层（即切片），每层切片厚度大凡正在数十微米到数百微米之间。接着，3D打印机依据这些切片音讯，通过特定本领和质料，一层一层构修出最终物体。

　　3D打印工艺征求熔融浸积成型（FDM）、光固化3D打印（SLA、DLP、LCD）、采用性激光烧结（SLS）、采用性激光熔化（SLM）、立体喷墨打印（3DP）、叠层实体缔制（LOM）。

　　熔融浸积成型本领（FDM）是将丝状的热塑性质料通过喷头加热熔化，逐层浸积正在平台上，最终固结成三维物体。该本领常用热塑性质料作原质料，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚乳酸（PLA）等，对修立哀求较低，操作简明，适合个别和小型事情室利用。近期火爆玩具墟市的“萝卜刀”“伸缩剑”等，便是通过这种形式做出来的。

　　光固化3D打印（SLA、DLP、LCD）运用特定波段和样子的光映照光敏树脂，光敏树脂通过逐层固化，天生所需样子的物体。该本领成型精度高，皮相腻滑AG九游会官方，适合修制缜密模子和小型零件。

　　采用性激光烧结（SLS）运用激光束扫描粉末质料，使其熔化并粘结正在一道，逐层累积成三维物体。该本领以粉末为原质料（如尼龙、金属粉末、陶瓷粉末等），成型精度高，适合缔制庞大构造的功用零件。

　　采用性激光熔化（SLM）激光能量更高，与采用性激光烧结（SLS）犹如，也许完整熔化金属粉末，完毕金属零件的急速成型。该本领常用金属粉末（如钛合金、不锈钢等）作原质料，可打印高强度、高精度的金属零件，广博运用于航空航天、医疗等界限。

　　立体喷墨打印（3DP）以粉末状质料（金属或非金属）和粘合剂为原质料，运用粘结机理，逐层打印各部件。该打印本领的成型样品与现实产物具有相似颜色，是目前较为成熟的彩色3D打印本领。

　　叠层实体缔制（LOM）以薄片质料（如纸片、塑料薄膜等）和热熔胶为原质料，通过激光切割和热粘合形式，逐层累积成所需物体。该本领成型速率速，质料本钱低，适合修制大型构造和外壳。

　　只管3D打印本领产物还原度较高，但受打印原质料的限度，3D打印产物具有较高脆性，受外力影响容易爆发断裂。该类产物正在运用于高机器功能需求场景中时，会显得有些“力所不及”。那么，奈何改观3D打印产物的“玻璃心”，让其具有雅观“皮郛”的同时兼具不易断裂的“柔韧性”呢？

　　2024年7月3日，中邦科学家正在《自然》（Nature）杂志上公告了一项闭于3D打印弹性体的探究功劳，运用该本领制备的橡皮筋也许被拉伸到自己长度的9倍，最大拉伸强度可到达94.6MPa，相当于1平方毫米能够担当亲昵10千克的重力，展示出超高的强度和韧性。

　　探究功劳公告于《自然》（Nature）杂志。图片由来：《自然》（Nature）杂志

　　正在光固化3D打印（SLA、DLP、LCD）历程中，升高坐蓐效用需求较速的成型速率，这就导致了质料正在固化历程中交联密度的上升和质料韧性的低浸。惯例手段之下，质料韧性增众的同时，质料黏度也会增众，这会导致活动性低浸，成型速率低落。3D打印的成型速率和制品韧性之间的抵触，平昔以后都困扰着悉数行业。

　　中邦科学家让这两个抵触点获得了“妥协”。探究者通过对光固化3D打印原质料光敏树脂的领会和打印历程的拆解，提出了实行分阶段打印和后处分的政策。探究者打算了一种二甲基丙烯酸酯的DLP（数字化光处分）先驱体，该先驱体的主链上含有动态受阻脲键和两个羧基。正在打印成型阶段，这几个环节组分处于“息眠”状况，正在成型后处分阶段阐述了增韧的效率。

　　a.3D打印的物体及其正在后处分历程中的尺寸改观；b.3D打印气球的抗穿刺功能；c.机器穿刺力的修模；d-e.3D打印气动夹具提重物测试。图片由来：参考文献[1]

　　正在90℃后处分阶段，3D打印制品中的受阻脲键解离天生了异氰酸酯基团，该基团一方面与侧链羧基天生酰胺键，另一方面与羧酸吸附的水反响天生脲键。分子内部爆发的化学键改观将质料中简单的汇集构造贯穿成犹如于“手拉手”的互穿汇集构造，带来了更众的氢键，质料内部构造获得深化。恰是因为质料内部构造的改观，3D打印制品正在受到外力爆发形变时，具备了更大的缓冲空间，犹如于车辆碰撞时的吸能成效，升高了产物的抗障碍和抗断裂材干，具有更高的韧性。

　　试验结果阐明，运用DLP先驱体实行3D打印制备的厚度，仅有0.8毫米的薄膜显示出极强的抗针刺功能，使其也许正在74.4牛顿的效率力下不爆发破碎。纵使正在高压充气条目下，3D打印的气动夹具依旧也许正在不破碎的情景下抓起皮相有犀利刺、重达70克的铜球，这出现了3D打印产物超高的韧性和构造强度。

　　正在运动设备界限，3D打印弹性体为运鼓动供给性情化、高功能设备。比方，定制化鞋垫和防护设备运用弹性体的减震和撑持特色，也许优化运鼓动运动显示并提拔穿戴体验。特殊是正在极限运动和高障碍运动中，3D打印的弹性体质料能够明显省略运鼓动正在运动历程中受到的障碍，回护其闭节和肌肉免受毁伤。

　　正在汽车与航空航天界限，3D打印弹性体被用于轻量化减震部件和密封圈等环节组件。这些部件通过庞大的构造打算，既能减轻重量又能连结高功能。

　　正在电子产物界限，智能音箱、智内行环、手机回护套等产物都能够采用弹性体质料实行打印。这些产物不但具有杰出的柔滑度和弹性，还具备较高的耐磨性和耐用性，也许知足消费者对产物外观和功能的众方面需求。

　　正在工业缔制界限，3D打印弹性体本领被用于缔制各类工业模具和传动带等部件。这些部件需求担当较大的机器应力和振动，而弹性体质料以其优异的弹性和抗疲乏功能成为理思的采用。通过3D打印本领缔制这些部件，不但能升高坐蓐效用，还能降形成本。

　　3D打印弹性体本领的问世，进一步扩展了3D打印产物的利用场景，给咱们的糊口带来了尤其厚实众彩的恐怕性。

　　[3] 张学军,唐思熠,肇恒跃等.3D打印本领探究近况和环节本领[J].质料工程,2016.

　　[4] 黄健,姜山.3D打印本领将掀起“第三次工业革命”？[J].新质料资产,2013.

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