實(shí)驗(yàn)室探索用于輕型3D打印的新型樹脂
勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)團(tuán)隊(duì)模擬了3D打印聚合物網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)，這是開發(fā)用于基于光的3D打印技術(shù)(包括雙光子光刻)的新功能樹脂的關(guān)鍵一步以及體積增材制造(VAM)。
該小組使用分子動(dòng)力學(xué)模擬在微觀水平上研究了來自同一反應(yīng)性基團(tuán)(丙烯酸酯)但包含不同非反應(yīng)性組分的三個(gè)不同分子的動(dòng)力學(xué)和拓?fù)?。研究人員發(fā)現(xiàn)，使用TPL和VAM工藝構(gòu)建的所得交聯(lián)聚合物的動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)差異是分子非反應(yīng)性部分差異的結(jié)果。這項(xiàng)研究發(fā)表在10月15日的《物理化學(xué)雜志》 B上，并在網(wǎng)上作為補(bǔ)充封面刊登。
研究人員說，從這項(xiàng)研究中獲得的見解為合理設(shè)計(jì)光致抗蝕劑打開了大門，并將幫助他們尋求設(shè)計(jì)能夠突破TPL和LLNL開發(fā)的VAM界限的新型定制光敏樹脂。這些技術(shù)通過將圖案化的光投射到液態(tài)樹脂中生成3D對(duì)象，使它們?cè)趲酌腌妰?nèi)在所需的點(diǎn)硬化。這些工藝中使用的樹脂通常包含具有相同反應(yīng)性官能團(tuán)的不同分子，其配方依賴于反復(fù)試驗(yàn)的方法，其結(jié)果被視為商業(yè)秘密。
John Karnes解釋說：“我們將分子動(dòng)力學(xué)模擬和數(shù)學(xué)圖論結(jié)合起來，使我們能夠修改或擾動(dòng)作為TPL和VAM等增材制造技術(shù)的基本組成部分的分子的化學(xué)和物理性質(zhì)，并觀察其對(duì)所得聚合物的影響。”該論文的主要作者。“由于我們可以在這些模擬中看到每個(gè)原子，因此我們開始發(fā)展直覺，以彌合微觀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與宏觀行為之間的鴻溝，例如了解分子內(nèi)環(huán)或環(huán)之間的關(guān)系以及液態(tài)樹脂凝膠化的點(diǎn)。形成實(shí)心的印刷部分。”
LLNL的材料科學(xué)家Juergen Biener表示，該團(tuán)隊(duì)通過探索更長(zhǎng)的長(zhǎng)度和時(shí)間范圍，模擬印刷零件的機(jī)械測(cè)試以及對(duì)LLNL感興趣的其他類型的聚合進(jìn)行建模，從而繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)工作。
標(biāo)簽： 輕型3D打印