3D打印塑料能自我修复 发展限制因素有哪些？
- 2021/12/21 10:31:43 26454
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表下游】导读：全球日益严重的“塑料危机”或许有了新的解决之道，来自新南威尔士大学的工程师们展示了一种3D打印的塑料，在室温下仅使用灯光就能自我修复。
新南威尔士大学化学工程学院的西里尔·博伊尔教授和团队纳撒尼尔·科里根博士和迈克尔·张已证明，在打印过程中向液体树脂中添加“特殊粉末”可以在材料破裂后帮助快速、容易地进行修复。只要将标准LED灯照射在打印的塑料上约一小时，通过两个碎片发生化学反应并融合，就可以达到自我修复的效果。
实际上，这一过程还能使修复后的塑料比损坏前更坚固，在未来，这项技术进一步发展和商业化将有助于减少未来的化学废物。这意味着破碎的塑料部件不需要丢弃，甚至不需要回收，即使嵌入包含许多其他材料的部件，也可以简单地修复。
新南威尔士大学团队使用的粉末状添加剂是一种三硫代碳酸盐，被称为可逆加成破碎链转移(RAFT)剂，最初由CSIRO开发。RAFT制剂能够重新排列组成材料的纳米网络元素，并允许破碎的碎片被融合。
当UV LED灯直接照射到破碎的塑料上时，大约30分钟内就会进行修复，大约一个小时后就会完全修复。包括在3D打印小提琴上进行的实验表明，自修复塑料的强度与原始状态相比已完全恢复。该团队表示，与现有的修复破损3D打印材料的方法相比，他们的系统简单、速度快，商业化是可行的。
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
“也有其他方法可以做到这一点，但依赖热化学来修复材料，通常需要大约24小时，多次加热循环才能达到相同的结果。”科里根博士说，“另一限制是，需要一个加热到高温的烤箱，而且不能就地修复塑料材料，首先要把它从部件上拆卸下来，这增加了流程复杂性，速度缓慢。”
“有了我们的系统，你可以把破碎的塑料留在原地，然后把光照射到整个部件上。只有材料表面的添加剂受到影响，所以它更容易修复，速度也更快。”博伊尔教授表示，这项新技术可以会应用于许多领域，目前先进的3D打印材料被用于高科技专业组件。这些产品包括可穿戴电子产品、传感器，甚至还有一些制鞋产品。
3D打印即快速成型技术限制因素 材料的限制
虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印， 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。
研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。
机器的限制
3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。这个困难对于制造商来说也许是可以解决的，但是3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行。
知识产权的忧虑
在过去的几十年里，音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术也会涉及到这一问题，因为现实中的很多东西都会得到更 加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是我们面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。
道德的挑战
3D打印技术需要承担的花费是高昂的。第一台3D打印机的售价为1万5。如果想要普及到大众，降价是必须的，但又会与成本形成冲突。
每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍，但相信找到合理的解决方案3D打印技术的发展将会更加迅速，就如同任何渲染软件一样，不断地更新才能达到最终的完善。
资料来源：前瞻网、百科
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