解决3D打印“弱点”的技术

用户可以用塑料制作一些简单玩具或定制假肢的物体，所以塑料是一种流行的3D打印材料。但是这些印刷零件的机械强度很弱，可能会导致3D零件的各个印刷层之间粘合不完善。

德州农工大学的研究人员与Essentium，Inc.公司的科学家合作，现已开发出克服3D打印“弱点”所需的技术。通过将等离子科学和碳纳米管技术集成到标准3D打印中，研究人员可以更有效地焊接相邻的印刷层，从而提高最终零件的整体可靠性。

Artie McFerrin化学工程学系副教授Micah Green说：“寻找一种方法来补救打印层之间的粘合不足一直是3D打印领域的一项探索。” “我们现在已经开发出一种先进的技术，可以在打印3D零件时加强所有这些层之间的焊接。”

塑料通常用于挤出3D打印，在技术上称为熔融沉积建模。在这种技术中，将熔融塑料从喷嘴中挤出，该喷嘴逐层打印零件。随着打印层的冷却，它们彼此融合以创建最终的3D零件。

但是，研究表明这些层不能完美地结合在一起。印刷零件比注塑成型的零件脆弱，在熔化的情况下，熔化的塑料仅呈现预设模具的形状。为了更彻底地连接这些接口，需要额外的加热，但是使用类似于烤箱的东西加热印刷零件有一个主要缺点。

如果将东西放在烤箱中，它将加热所有东西，因此3D打印的零件可能会翘曲和融化，失去其形状。我们真正需要的是一种仅加热印刷层之间的界面而不加热整个零件的方法。

为了促进层间键合，研究小组转向了碳纳米管。由于这些碳粒子响应电流而发热，因此研究人员用这些纳米材料涂覆了每个印刷层的表面。研究小组发现，类似于微波对食物的加热效果，可以使用电流加热这些碳纳米管涂层，从而使印刷层粘合在一起。

要在打印对象时通电，电流必须克服打印头和3D部件之间的微小空气间隙。弥合该气隙的一种选择是使用直接接触印刷零件的金属电极，但格林表示，这种接触会导致零件的意外损坏。

该团队与J. Mike Walker '66机械工程系的副教授David Staack合作，产生了一束带电的空气粒子或等离子束，它们可以将电荷带到印刷零件的表面。该技术允许电流通过印刷部分，加热纳米管并将各层焊接在一起。

利用等离子技术和碳纳米管涂层的热塑性材料，得克萨斯州A＆M和Essentium研究人员将这两个组件都添加到了常规3D打印机中。当研究人员使用他们的新技术测试3D打印零件的强度时，他们发现它们的强度可以与注塑零件相媲美。

3D打印的圣杯一直是使3D打印部件的强度与成型部件的强度相匹配。在这项研究中，成功地使用了局部加热来增强3D打印的零件，使其机械性能现在可以与模塑零件相媲美。用户现在可以印刷定制零件，例如量身定制的假肢，这种热量处理过的部分将比以前更坚固。

阅读到结尾的小伙伴，希望今天有关3D打印的知识可以带给你新的认知。 要是想了解更多的3D打印知识，欢迎持续关注白令三维哦~