单槽单固化灰度数字光处理材料3D打印，性能差异大，拉伸性高

本论文旨在介绍一种新型的单槽单固化灰度数字光处理（g-DLP）3D打印树脂设计策略，该策略可以通过局部控制光强度来控制单体的转化，从而实现高度可拉伸的软性有机凝胶到坚硬的热固性材料的转化，从而在单层打印中实现高模量对比和高可拉伸性的同时。该策略具有快速打印速度（z方向高度为1mm /min），可以使得在单个3D打印过程中能够同时打印高度不同的可拉伸软性材料和坚硬材料，从而为生物仿生设计、可充气软体机器人和执行器、柔性可拉伸电子元件等领域提供了先前难以实现或无法实现的3D打印结构的制造能力。

3月6日，来自美国佐治亚理工学院的Liang Yue等人在Nature Communications期刊发表论文"Single-vat single-cure grayscale digital light processing 3D printing of materials with large property difference and high stretchability"。 该研究针对目前3D打印技术中的材料和打印技术限制，提出了一种新的树脂设计策略，即单槽单固化灰度数字光处理（g-DLP）3D打印树脂设计策略，旨在解决多材料添加制造过程中的困难。

图2. g-DLP印刷复合结构

本文首先介绍了目前3D打印技术在可展开结构、软体机器人、柔性电子元件和仿生设计等领域的应用，并指出了这些应用需要使用具有不同性质的材料，因此需要使用多材料的3D打印技术来实现。          

该研究进一步讨论了喷墨打印（IJP）是实现单个打印部件中多种材料的最流行方法之一，但具有多材料能力的IJP打印机的成本很高。此外，大多数IJP可打印材料在低到中等应变下会失败，因此不适用于需要高拉伸性的应用。有研究将多种材料混合后再进行挤压或使用多个喷嘴进行直接喷墨打印（DIW）打印，但是DIW打印相对较慢，并且与其他AM技术相比具有有限的精度。当多种材料不能使用一种AM过程结合在一起时，需要使用多种制造方法来实现所需的结构。          

因此，本文提出了一种新的树脂设计策略，该策略可用于灰度数字光处理（g-DLP）打印。

原文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-023-36909-y

转自：“科学研究进展”微信公众号

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