在室溫下實現3D打印 新材料改變制造業發展
【儀器網 材料化工】作為制造業的熱門技術，增材制造以其強大的個性化制造能力，在眾多領域得到了廣泛的應用，并被寄以厚望，成為臨床醫學、電子工業、食品加工、建筑等各類領域的突破口。而與此同時，增材制造技術也在這個過程中收獲了全新發展。
從原理來說，增材制造技術并不深奧，其基本原理是“離散-堆積”，簡單的說，就是運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體，這也是為什么我們一般稱呼其為3D打印技術。
事實上，增材制造技術早在上世紀80年就出現了，因此盡管這項技術和與其他制造技術相比比較新穎，但實際也有幾十年的發展歷程了。之所以這項技術到近幾年才有起色，其實和其他技術的限制有關。
首先是建模技術。盡管打印技術本身的發展不斷在提升打印的精度，但是打印的內容還是由建模內容決定的，過去高精度的建模成本高，操作復雜，打印的難度也自然而然的上升了，開銷也因此增加。而隨著計算機技術的發展，以及三維掃描技術的不斷成熟，如今建模難度得到了降低，同時建模的精度也有了明顯的提升，打印的內容也隨之多樣化。
除了建模技術，另一個限制要素便是材料，甚至可以說，材料是未來增材制造技術的突破口。簡單的說，耗材對于增材制造技術來說，就像是墨水之于印刷技術，墨水可以決定印刷字體的顏色、牢固度甚至可以賦予印刷內容氣味，而耗材則決定了3D打印成品的理化性質。而理化性質的不同同樣也會影響3D打印過程中的粘合、構造難度。因此尋找適合打印的材料或者發展技術來優化材料加工直接影響了增材制造的適用范圍。
而目前的耗材的發展對增材制造有什么影響呢？最明顯的就是加工環境的限制。無論是熔融沉積成型還是光固化，都需要給材料一個溶解環境，這也就導致，室溫3D打印難度高，并且耐高溫材料很難使用在這項技術里。不僅如此，這也間接導致銅顆粒這類材料無法進行3D打印，使得許多看似增材制造可以發揮巨大作用的領域，實際上卻沒有其發展拳腳的空間。
而就在最近，包括美國北卡羅萊納州立大學研究人員在內的一個團隊開發了一種金屬凝膠，這種凝膠具有很高的導電性，可在室溫下打印三維(3D)固態物體。這種凝膠可使用傳統的3D打印噴嘴進行打印，并能使打印物體保持其形狀。同時干燥的過程也不需要過多外力介入，干燥后又會異常堅固。不僅如此，打印后材料中的銅顆粒會均勻的分布在成品中，因此導電性也十分優秀，理論上完全可以用來生產電路。
讓人感到驚喜的打印材料不止這個，此前水溶性打印耗材的出現，也為模具的加工提供了新的發展思路?？偠灾?，材料的不斷進步，為增材制造的發展，提供了豐富多彩的發展道路。
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