3D打印乳胶丁苯橡胶的方法开启了打印技术新篇章

8月3日据报道，美国弗吉尼亚理工大学的研究人员研发出一种3D打印乳液丁苯橡胶 (SBR)的方法，开启了打印具有复杂几何形状的各种弹性体材料的新篇章。

关于这一新方法，弗吉尼亚理工大学在声明中称，研究人员通过“光固化”（VP）技术对液态胶乳进行化学改性，使之可以进行打印——此技术是利用紫外光将黏性树脂固化或硬化成特定的形状或外形。

人们生活中一般认知的乳胶是手套或油漆中的材料。乳胶是指一组（长而重复的分子链）盘绕在分散在水中的纳米颗粒中的聚合物。胶体形态能有效地将聚合物的粘度、分子量关系与大分子的螯合分离为离散的纳米级颗粒，从而减轻了链间纠缠。聚合物胶体，通常称为聚合物分散体或胶乳，通常包含均匀分散在水中（称为连续相）的亚微米聚合物颗粒（称为内相）。

3D打印技术是一种增材制造工艺，作为第3次工业革命的核心技术之一，能够很好的满足未来制造业对快速化、个性化、一体化和轻量化的要求。

聚合物胶体(胶乳)拥有高分子量，因其伴随高溶液黏度和熔体黏度而不会受VP的影响。为了保持“极脆弱”的液态橡胶的稳定性，该校高分子科学与工程专业学生菲尔·斯科特决定构建一个“类似建筑施工脚手架的装置，让其环绕胶乳颗粒将其固定住” 。这种方式使得胶乳能够保持其结构，同时可把光引发剂和其它配合料添加到胶乳内，从而可能在紫外光照射下进行3D打印。

为了正确地打印树脂，研究人员选用了光固化技术，并定制一个专门大面积扫描紫外光的打印机。为了避免胶乳颗粒的散射，在打印机上嵌入一个摄像头来捕捉每桶胶乳树脂的图像。

该打印机凭借自定义算法，能够“看见” 紫外光在树脂表面的相互作用，进而自动调整打印参数，以避免树脂散射，并只固化成预期的形状。

据称，这项新成果有助于增加乳液橡胶在众多应用领域，包括软体机器人、医疗设备或减震器中的使用。