3D打印材料新突破：乳胶3D打印

要实现科学工程的突破，需要大量的工作和研究，更需要专业团队技术攻关。

近日，据白令三维了解，来自高分子创新研究所、科学院和工程学院的弗吉尼亚理工学院跨学科团队共同提出了一种新的乳胶3D打印方法，并获得了国家科学基金会奖。弗吉尼亚理工大学也与米其林北美合作开展这个项目。

化学教授兼首席研究员蒂莫西龙（timothylong）表示：我的想法是，只有与自己截然不同的人合作，才能实现这些创新。该项目是跨学科研究的典型范例。如果没有其他实验室，我们都无法实现这一目标。

橡胶状弹性体通常存在于涂料和手套中，实际上是一组像蛇一样卷在分散的纳米颗粒中的聚合物。经过成功的三维打印，该技术可以使材料制成复杂的几何形状，因此可以用于医疗器械、减震器和软机器人等许多应用。

增值光聚合（vp）的制备创造了复杂的几何形状，具有良好的分辨率；然而，高分子量聚合物由于伴随着高溶液和熔体粘度而不适合。因此，在可打印性和机械性能之间出现了一个具有挑战性的悖论。报告描述了同时设计光敏聚合物和vp系统来解决这一矛盾，因为前所未有的聚合物凝胶可以有效地解耦粘度依赖于分子量。

高分子科学与工程专业的一名大四学生，一直在努力合成具有适当力学性能和分子量的乳胶材料。然后他开始销售液体乳胶，但是他必须想办法改变这种化学品，这样它就可以用固态印刷。

不过液体乳胶非常脆弱，而且富有弹性。如果添加东西，它将完全失去稳定。为了解决这个问题，他们建造了一个可以把乳胶粒子放在原位的装置。然后，添加光引发剂和其他化合物以允许紫外辅助打印。

团队还有一个想法，即将计算机视觉系统嵌入到定制打印机中，以确保精确、详细的打印，因为液体乳胶粒子可以使乳胶树脂表面的紫外线辐射到外部。相机捕获每个单独的乳胶桶的图像，自定义算法允许打印机基本上查看紫外光在树脂上的相互作用，然后相应调整打印参数以固化要打印的形状。

研究小组的两位教授说，3d打印乳胶的成功，为过去不能打印类似软橡胶这类材料的发展奠定了基础。