3D打印改变了世界。它使航空航天、医疗、汽车、制造和许多其他行业能够以前所未有的方式定制零件和原型。它极大地提高了灵活性和成本效益，同时减少了浪费和生产时间。但许多3D打印材料并不是最坚固的。
桑迪亚的化学家和材料科学家团队希望改变这一现状。他们开发了一种新的打印工艺，可以在创纪录的时间内打印出更坚固的非金属材料，比传统3D打印快五倍。
材料科学家SamuelLeguizamon表示：“它为您可以建造什么以及3D材料的用途开辟了一个全新的世界。”
他领导的团队开发了SWOMP，即选择性双波长烯烃复分解3D打印。正如其名称所示，它使用双波长光，与传统的印刷工艺不同。
3D打印的工作原理
传统上，大桶3D打印是通过以所需图案照射一桶感光液体树脂来完成的。
当树脂暴露在槽下方的光线下时，树脂会固化并硬化成聚合物层。然后将固化的聚合物提起，并在下方投射新的图案以固化后续层。
一个挑战：当聚合物固化时，它会粘附到前一层和桶的底部。每打印一层后，必须将固化的聚合物慢慢从桶中剥离以防止损坏，从而显着减慢3D打印过程。
创始人LeahAppelhans表示，这有点像烤饼干。“烘烤完饼干后，必须让它们冷却。如果你试图将热饼干从饼干片上剥离下来，它会变得很软并且会破裂。如果你试图快速剥离，3D打印机也会发生同样的情况。打印每一层。你的作品会变形。”
塞缪尔、利亚、前Sandian杰夫·福斯特和聚合物科学家亚历克斯·科米索想出了一种更快冷却“饼干”的方法。
紫外线和蓝光
关键是组合两个灯。在这种情况下，紫外线和蓝光。
该团队从一种称为连续液体界面印刷的技术以及使用双波长光进行丙烯酸聚合的印刷方法中获得灵感。
有了它，他们创建了SWOMP。
“你仍然在逐层打印，但你使用第二波长的光来防止在桶底部发生聚合。所以它不会粘附在底部，”塞缪尔说。“这意味着您可以更快地提起固化的聚合物部件，并显着加快打印过程。”
使3D材料更坚固
但这个新流程不仅仅关乎效率。它旨在使3D打印材料变得更坚固、用途更广泛。大多数还原聚合印刷材料都是丙烯酸基材料，而不是最强的材料。
“在飞机、航天、航空航天和汽车等领域使用这些材料确实很难。它们的环境非常恶劣，”桑迪亚授权主管鲍勃·斯利珀(BobSleeper)说。
该团队转向了二环戊二烯材料，这种材料通常用于生产油漆、清漆和塑料阻燃剂。他们能够开发出一种利用光更快速地聚合它的方法，从而可以更有效地在3D打印中使用它。
“我们将材料的组成部分从丙烯酸基改为烯烃基，”塞缪尔说。“这让我们可以打印更坚硬的材料。”
“这就是他们所做的事情的美妙之处，”鲍勃说。“你拥有非常高质量的塑料部件，这些部件是通过使用一些光以一种非常新颖的方式非常精确地制造出来的。”
开启3D打印新世界
该团队希望他们的新打印工艺能够打开3D打印的世界。
“我们正在努力做的是建立可用材料的工具箱，”利亚说。“我们希望设计师、研究人员、工程师能够选择他们想要使用的材料类型。”
有一天，他们希望在火箭、发动机、电池甚至聚变应用中看到这些3D打印部件。塞缪尔说，他们已经在与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员讨论探索应用。“事实证明单体已经用于聚变组件。你通常不会想到聚变中使用聚合物，但它确实很酷并且具有令人兴奋的潜力。”
该团队还看到了一个可以在偏远地区更轻松地进行3D打印的世界。“我们正在寻找机械和零件不易获得的地点;例如太空、月球或中东的美国军事基地，”鲍勃说。“你可以带一些轻质材料，当场制作你需要的任何东西。”
塞缪尔在南卡罗来纳州瓦格纳小镇长大，他也在考虑可以帮助离家更近的应用程序。
“我有马。我在农村长大，我的父亲是蹄铁匠，所以我正在考虑如何为赛马制作马蹄铁。它们必须具有抗冲击性，但通过改变材料特性，可以减轻压力。”更好地展开，并在蹄上的正确空间内产生冲击力。您可以将其视为马的鞋垫。”
可能性是无止境。
“我认为化学首先吸引我的是它具有制造以前从未存在过的东西的潜力，”利亚说。“3D打印的有趣之处在于，您可以将化学知识应用到具有非常具体结果的东西上。您可以看到并握在手中的东西。”
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