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美國新研究：成功實現(xiàn)采用“陶瓷材料”進行3D打印技術(shù)

美國HRL實驗室的研究人員近期宣布，成功實現(xiàn)了采用陶瓷材料進行3D打印。

盡管3D打印可以制造出各種各樣形狀的物體，但此前3D打印的材料非常有限。這類材料主要是聚合物塑料，還有少數(shù)的金屬和玻璃。

以往，在研究使用陶瓷材料進行3D打印時，材料通常需要加熱。但這樣的工藝會造成材料中微小的缺陷，導致成品出現(xiàn)裂縫。HRL實驗室的團隊開發(fā)了一種被稱作“陶瓷先驅(qū)體聚合物”的材料，這種材料在加熱時會轉(zhuǎn)化為陶瓷。從本質(zhì)上來看，先使用這種陶瓷先驅(qū)體聚合物進行3D打印，然后在物品成形后再進行加熱，使材料變成陶瓷。

這種材料也支持“立體平版印刷”這種主流的3D打印技術(shù)。該團隊指出，利用紫外線和預制模板，這種材料可以打印出復雜度更高的陶瓷物體，而速度則比傳統(tǒng)的立體平版印刷快100～1 000倍。

這一技術(shù)進步對航天業(yè)很有意義。目前，航天器已大量采用陶瓷元件，如機翼板和軌道火箭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于HRL的陶瓷強度達到當前商用泡沫陶瓷的10倍，因此美國國防部高級研究計劃局(DARPA)已經(jīng)授予該團隊燒蝕陶瓷外殼的開發(fā)合同。這種外殼可用于航天器的隔熱層，用于抵御返回大氣層時產(chǎn)生的熱量。