LLNL的4D打印硅胶材料随温度改变形状,可用于制作缓冲装置

3D打印天工社 2019-01-10 21:18:49

据悉,劳伦斯利弗莫尔国家实验室LLNL的研究人员3D打印了灵活可拉伸具有形状记忆行为复合硅胶材料。这种4D打印”材料可被用来为头盔鞋子和其他产品制作合适的保护性缓冲装置这项研究已经发表在《Scientific Reports》上,题为“3D打印具有形状记忆的硅胶”。

这只一种基于硅胶的墨水,里面添加有填充气体的空心“微气球”,可以通过温度变化来对其进行“编程”。在一个稍高的温度下这种材料可挤压成一个不同的形状,即使在冷却后也能保持该形状不变。通过重新加热,微气球中的气体膨胀,从而让材料变回最初的、挤压前的形状

这种材料之所以能保持形状是因为3D打印聚合物微气球。微球中的薄聚合物外壳一个玻璃化转变温度,意味着高于这个温度是刚性的,低于这个温度则是柔软且有韧性若想重塑形状,温度必须高于这个玻璃化转变温度冷却后,材料会保持重塑后的形状直到再次被加热

采用3D打印来加工这种材料而不是其他方式的优点包括保持结构的轻量,材料形状进行更多的控制。

令人兴奋的是,研究人员说,这种4D打印材料的形状记忆功能可以集成到任何聚合物基材中,包括像弹性体这样的可拉伸材料。

研究人员已经为这种材料申请了专利它可被用来制作定制的热活化缓冲装置。通过调整转变温度,研究人员甚至可以制造出能用温水加热的材料,然后材料会调整身体形状,充当保护性头饰衬垫等也可用于包装和运输应用。

(编译自3ders.org)

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