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《Advanced Materials》:微波活化聚合嵌入式3D打印的建筑陶瓷

《Advanced Materials》:微波活化聚合嵌入式3D打印的建筑陶瓷

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2024-02-03 16:58
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【概要描述】报道了一种将嵌入式3D打印(EMB3D)与微波激活固化相结合的方法,用于在任意几何形状中制造具有控制成分的建筑陶瓷。

《Advanced Materials》:微波活化聚合嵌入式3D打印的建筑陶瓷

【概要描述】报道了一种将嵌入式3D打印(EMB3D)与微波激活固化相结合的方法,用于在任意几何形状中制造具有控制成分的建筑陶瓷。

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2023年1月19日,哈佛大学Jennifer A. Lewis教授团队在《Advanced Materials》上发表题为Embedded 3D Printing of Architected Ceramics via Microwave-Activated Polymerization的研究论文,报道了一种将嵌入式3D打印(EMB3D)与微波激活固化相结合的方法,用于在任意几何形状中制造具有控制成分的建筑陶瓷。

原文链接:

https://doi.org/10.1002/adma.202209270

 

 

 研究简介 

 

基于光固化和墨水的3D打印方法极大地扩展了建筑陶瓷的设计空间和几何复杂性。然而,基于光固化的方法通常局限于相对狭窄范围的前陶瓷和载有颗粒的树脂,而基于墨水的方法由于分层组装而在几何复杂性方面受到限制。在这里,本文将嵌入式3D打印与微波激活固化相结合,生成具有自由形状空间控制组合的建筑陶瓷。水性胶体墨水打印在支撑矩阵内,通过微波激活聚合快速固化,随后干燥并烧结成由一种或多种氧化物材料组成的致密结构。

 

 

图1 微波激活,EMB3D打印建筑陶瓷

 

 

 

图2 油墨、基质、微波活化固化条件的优化

 

 

 

图3 烧结陶瓷结构的微观结构演变与力学性能

 

 

 

图4 EMB3D打印互穿陶瓷结构

 

 

 研究结论 

 

本文展示了一种微波激活的EMB3D打印方法,用于在单片和多材料图案中创建复杂的陶瓷结构。作者已经为化学相容的支撑矩阵创建了具有优化成分和流变性的油墨,并使用EMB3D打印实现了陶瓷部件的几何复杂性的新水平。且已经证明,微波激活的热固化可以制造轻质陶瓷晶格和互穿链甲结构。快速打印和微波固化颗粒填充聚合物材料的能力为产生从陶瓷到轻质聚合物复合材料和织物的建筑材料开辟了新的途径。

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