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诺丁汉大学开发新塑料颗粒涂层用于3D打印汽车部件

盖世汽车 Elisha 2024-04-22 12:51:22

核心提示：研究人员利用超临界二氧化碳创建了高效、有效且清洁的工艺，以涂覆3D打印过程中使用的PA-12聚合物颗粒。

盖世汽车讯研究人员开发出用于3D打印塑料颗粒的新涂层，可以大大增强塑料颗粒的功能，并为商业应用开辟新的可能性。据外媒报道，诺丁汉大学（University of Nottingham）化学学院和工程学院研究人员利用超临界二氧化碳创建了高效、有效且清洁的工艺，以涂覆3D打印过程中使用的PA-12聚合物颗粒。研究证明，新涂层能够为打印过程添加颜色，以及防霉和抗真菌特性。

（图片来源：诺丁汉大学）

最常见的商用3D打印技术之一是粉末床熔化或激光烧结。该过程先铺设一层自由流动的聚合物粉末，再由计算机生成的设计引导激光并逐层熔化粉末。新的一层粉末被施加在前一层上，接着激光再次将粉末熔化在一起，同时将其固定至下面的层上。这一过程一直持续到完成设计部件，通常包括数千层。

聚酰胺-12（PA12）是一种坚固的塑料，常用于3D打印行业来打印复杂而细致的部件，通常部署在汽车或航空航天行业。工程学院增材制造中心材料工程学教授Christopher Tuck表示：“3D打印或增材制造的真正优势在于设计和生产定制和独特的物体，但其局限性是可用属性的材料和颜色限制了整体应用空间。这一新工艺为开发各种材料性能提供了简单的途径，而不会影响加工性能。”

新工艺可以提供两个关键功能，包括添加涂层颜色，以及抗真菌和防霉特性。目前制造商仅可选择灰色或白色粉末，然后添加颜色。现在，该团队已经创建了一系列可以涂覆PA-12颗粒的彩色聚合物。化学学院负责人Steve Howdle教授表示：“由于所使用聚合物的功能限制，3D打印行业面临着一些挑战。为了解决这些挑战，我们创建了简单而有效的方法，通过涂覆颗粒来增加功能。研究人员设计了彩色外壳聚合物，使其与打印聚合物的机械和热性能相匹配。最重要的是，我们已经使用工业上常见的关键聚合物（PA-12）来证明了这一点。这种新型有色聚合物粉末可以在现有商用机器中完美地工作。”

目前，由于霉菌和真菌生长，用PA-12制成的物品不能在潮湿环境中使用。这种新外壳涂层技术也可用于开发防止这种情况发生的涂层，为在新领域使用3D打印物体开辟了新的可能性。Howdle教授表示：“该工艺的关键优势在于可以轻松整合至目前的商用3D打印过程中。通过引入新的功能并简化流程，更重要的是可持续地实现这一切，这可能会在不断扩大的范围内对该行业产生潜在的变革性影响。”