新材料有助于擴大體積3D打印

勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的研究人員為其突破性的體積3D打印方法改編了新型材料，該方法幾乎可以立即生產物體，從而大大擴展了該技術可實現的材料性能范圍。

適用于體積3-D打印的一類材料稱為硫醇-烯樹脂，它們可與LLNL的體積增材制造(VAM)技術一起使用，包括計算機軸向光刻(CAL)，該技術通過投射3-光束來產生物體D形圖案的光進入樹脂小瓶中。當光線將液體樹脂在體積中的所需位置固化為固體時，小瓶旋轉，然后將未固化的樹脂排干，在短短幾秒鐘內將3-D物體留下。

以前，研究人員使用丙烯酸酯基樹脂進行工作，這種丙烯酸酯基樹脂通過CAL工藝可產生易碎且易碎的物體。但是，通過仔細平衡三種不同類型的分子而創建的新樹脂化學功能更加廣泛，為研究人員提供了靈活的設計空間和更廣泛的機械性能。使用硫醇烯樹脂，研究人員能夠使用LLNL的定制VAM打印機來構建堅韌，堅固，可拉伸和柔性的物體。這項工作最近發表在《高級材料》雜志上，并在《自然》雜志上進行了重點介紹。

LLNL工程師Maxim Shusteff表示：“這些結果是我們使用VAM范式大幅擴展可用于光驅動3D打印的材料類型的愿景的關鍵一步。”先進的光敏聚合物材料開發的實驗室指導研究與開發項目。

在論文中，研究人員還演示了設計設計到樹脂中的3-D能量劑量以進行預測和測量的方法的第一個示例，該方法通過層析X射線照相體積添加劑制造成功地在硫醇樹脂中印刷了3-D結構。研究人員說，該演示為受控3D制造和比較樹脂系統提供了通用參考。

研究小組得出結論，這項工作代表著批量增材制造的“重大進步”，因為他們朝著實現高性能印刷工程聚合物的目標邁進，尤其強調了在生物支架中使用硫醇材料。研究人員說，硫醇材料在粘合劑，電子產品和生物材料等應用中都顯示出了希望。

LLNL材料工程師Caitlyn Cook說：“通過將非線性閾值響應應用于廣泛的化學領域，我們計劃使用有機硅等樹脂或其他賦予功能的材料進行印刷。”

通過研究樹脂在不同光劑量下的行為，研究人員補充說，他們的目的是改善計算模型與實驗之間的一致性，并將光化學行為應用于計算機斷層攝影術重建過程中，以生成用于構建物體的3-D模型。