新加坡研究人员为可持续3D打印开发可再加工热固性材料

新加坡科技与设计大学（SUTD）的研究人员开发出了3D打印“可重复加工”热固性材料（3DPRT），使3D打印结构可以重新塑造，修复和再利用。

几十年来，研究人员一直在研究含有亚毫米级特征的复杂结构的3D打印。3D打印技术的最新进展带来了可行的3D打印技术，如基于数字光处理（DLP）的系统，该系统使用紫外（UV）光将初始液态聚合物树脂转化为自由立体结构一个精确的，受控的方式。

在所有3D 印刷材料中，热固性光聚合物由于其在高温下具有出色的机械稳定性，优异的耐化学性和与高分辨率3D打印技术的良好兼容性而占据了将近一半的市场份额。然而，一旦这些热固性光聚合物通过UV引发的化学反应形成3D部分，共价网络就是永久性的，不能再加工，即重新成形，修复或再循环。这种无法处理的性质，再加上全球3D打印的爆炸式增长，导致大量浪费3D打印材料，造成严重的环境影响

为了应对这一环境挑战，新加坡科技与设计大学（SUTD）的研究人员开发出了3D打印“可重复加工”热固性材料（3DPRT），使3D打印结构可以重新塑造，修复和再利用。

“我们第一次开发出可再加工热固性光聚合物，专为基于DLP的高分辨率3D打印而设计，”SUTD科学与数学集团助理教授Qi（Kevin）Ge说，他是这一项目领域的共同领导人之一。他补充说：“首先，高分辨率结构可以在印刷之后进行改造和固定成任意形状，这种属性提高了印刷效率。例如，可以从平面二维层生成三维折纸部分;其次，该结构是可修复的，这意味着损坏的部位可以重新打印，同时完美保持结构完整性，延长产品的耐久性。第三，也是最重要的是，我们的材料可以回收再利用，用于其他应用。”

“总体而言，我们认为3DPRTs的开发提供了一种实用的解决方案，以解决与3D打印材料消耗的持续快速增长相关的环境挑战。3D打印材料越来越多地用于各种先进应用，包括组织工程、软机器人、纳米器件等等。”该项目的另一位共同负责人Martin Dunn教授做了如上补充，他目前也是科罗拉多丹佛大学工程与应用科学学院院长。

这项工作的详情于2018年5月8日刊登在Nature Communications上。

参考来源：Singapore University of Technology and Design

文献信息: Biao Zhang et al, Reprocessable thermosets for sustainable three-dimensional printing, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04292-8