激光网3月9日消息，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。它大大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打印材料并不是最强的。
桑迪亚的化学家和材料科学家团队希望改变这种状况。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更坚固的非金属材料，比传统的3D打印快五倍。
“它开辟了一个全新的世界，你可以建造什么，3D材料可以用于什么，”材料科学家Samuel Leguizamon说。
他领导的团队开发了SWOMP，SWOMP代表选择性双波长烯烃复分解3D打印。顾名思义，它使用双波长光，这与传统的印刷工艺不同。
传统上，大桶 3D 打印是通过以所需模式照射一桶光敏液态树脂来完成的。
当树脂暴露在大桶下方的光线下时，树脂固化并硬化成聚合物层。然后将固化的聚合物提起，并在下方投射出新的图案以固化后续层。
一个挑战是：当聚合物固化时，它会粘附在前一层和大桶底部。每一层之后，固化的聚合物必须从大桶中缓慢剥离以防止损坏，从而显着减慢 3D 打印过程。
创作者莉亚·阿佩尔汉斯说，这有点像烤饼干。“烤完饼干后，你必须让它们冷却。如果你试图从饼干片上剥下温暖的饼干，它会变得柔软，它会破裂。如果您尝试快速打印每一层，3D打印机也会发生同样的事情。你的工作会变形的。
塞缪尔、莉亚、前桑迪安人杰夫·福斯特和聚合物科学家亚历克斯·科米索想出了一种更快地冷却“饼干”的方法。
关键是组合两盏灯。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打印的技术中汲取灵感，以及使用双波长光进行丙烯酸基聚合的打印方法。
有了它，他们创建了 SWOMP。
“你仍然在逐层打印，但你正在使用第二波长的光来防止大桶底部的聚合。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升固化的聚合物部件，并显着加快打印过程。”
但这个新流程不仅关乎效率。这是关于使3D打印材料更强大，用途更广。大多数大桶聚合打印材料都是丙烯酸基的，而不是最坚固的材料。
“在飞机、航天、航空航天和汽车等领域使用这些材料真的很难。它们是非常恶劣的环境，“桑迪亚许可主管Bob Sleeper说。
该团队转向了双环戊二烯材料，该材料通常用于生产塑料的油漆、清漆和阻燃剂。他们能够开发出一种用光更快地聚合它的方法，以便它可以更有效地用于3D打印。
“我们将材料的构建块从丙烯酸基改为烯烃基，”塞缪尔说。“这让我们可以打印更坚韧的材料。”
“这就是他们正在做的事情的美妙之处，”鲍勃说。“你有非常高质量的塑料部件，这些部件是以一种非常新颖的方式使用一些光来非常精确地制造的。
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，”Leah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。
有朝一日，他们希望在火箭、发动机、电池，甚至在核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交谈，以探索应用。“事实证明，单体已经用于熔融组件。你通常不会想到用于聚变的聚合物，但它确实很酷，很有令人兴奋的潜力。
该团队还看到了一个可以在偏远地区更轻松地完成3D打印的世界。“我们正在寻找机器和零件不容易获得的地方;就像在太空、月球上或中东的美国军事基地一样，“鲍勃说。“你可以随身携带一些轻质材料，当场制作任何你需要的东西。”
塞缪尔在南卡罗来纳州的瓦格纳小镇长大，他也在考虑可以在离家更近的地方提供帮助的应用程序。
“我有马。我在农村长大，我的父亲是一名蹄铁匠，所以我正在考虑为赛马制作马蹄铁的方法。它们必须具有抗冲击性，但通过改变材料特性，可以更好地分散应力，并在蹄子的正确空间内进行冲击。你可以把它想象成马的鞋垫。
可能性是无穷无尽的。
“我认为吸引我进入化学的首先是它有可能制造出以前从未存在过的东西，”Leah说。“3D打印的有趣之处在于，你可以将化学知识应用到具有非常具体结果的事物上。你可以看到并握在手中的东西。
