哈佛科學家開發(fā)出可3D打印的熱固性樹脂

當前在3D打印中使用的塑料材料，主要是熱塑性塑料和UV固化樹脂這兩類。但如今哈佛大學工程與應用科學院的材料科學家與 Wyss生物啟發(fā)的工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）聯(lián)手開發(fā)出了一種可3D打印的環(huán)氧基熱固性樹脂材料。 這些環(huán)氧樹脂可3D打印成建筑結(jié)構(gòu)件用在輕質(zhì)建筑中。這些新的3D油墨是在環(huán)氧樹脂中加入了納米粘土片（nanoclay platelets）以增強粘度和一種二甲基甲基膦酸酯（dimethyl methylphosphonate）化合物。另外還向此混合物中添加了兩種填料：金剛砂(silicon carbide)和碳纖維。

這些填料的定向性可以控制打印材料的通用性和強度。這些特殊的成分混合在一起，生成合成了一種可調(diào)節(jié)強度和韌性復合材料，比現(xiàn)有最好的打印聚合物復合材料更強約200％。這一成果作為論文《3D打印輕質(zhì)多孔復合材料（3D-Printing of Lightweight Cellular Composites）》，發(fā)表在《Advanced Materials》雜志上，共同作者為Brett Compton和Jennifer Lewis。

麻省理工學院的材料科學與機械工程教授Lorna Gibson認為這項成果對于設(shè)計制造仿木質(zhì)材料有重要意義。

為什么能夠模仿木質(zhì)那么重要，畢竟我們已經(jīng)有木材了，對不對？

使用環(huán)氧樹脂加～1％體積的碳纖維的符合材料3D打印的蜂窩結(jié)構(gòu)

其實，這種3D打印材料的一個主要潛在應用是制造風力渦輪機葉片內(nèi)的蜂窩結(jié)構(gòu)。 目前，這些葉片內(nèi)部的夾層結(jié)構(gòu)使用的材料之一輕木。而輕木作為自然中成長出來的木材，很難滿足人們對于精確性能的要求。 此外，輕木是相對昂貴的，而且現(xiàn)在這些風力渦輪機的使用的葉片長度不斷增加，即使是現(xiàn)在也有一些接近250呎長，這樣對于成本和高精度的要求同樣在增長。而使用這種3D打印材料和FDM 3D打印技術(shù)，研究人員已經(jīng)能夠制造比輕木質(zhì)量更高的蜂窩復合材料。

當然不只是風力渦輪機能從這種新的打印材料中受益，在對于燃油效率要求越來越嚴格的汽車行業(yè)，強大的輕質(zhì)材料，正好能夠滿足設(shè)計師對于汽車的要求。

下一步，研究團隊計劃進一步探索加入不同的填料對于熱固性樹脂的結(jié)構(gòu)和導電性能的影響。