弗吉尼亚理工大学首次成功3D打印了最耐热聚合物
日前，弗吉尼亚理工大学的研究人员首次成功3D打印了Kapton，一种通常用来绝缘宇宙飞船和卫星的高性能聚酰亚胺材料。这是一个重大的突破，将增加3D打印技术在空间探索项目、电子和航空航天工业中的潜在应用。研究人员成功合成了3D打印Kapton所需的分子。这项研究已经发表在《Advanced Materials》上。
他们花了一年左右的时间来制造3D打印Kapton所需的大分子，并且采用了这样一种方式，能让Kapton保持稳定和它的热性能。这个项目的成功意味着理论上可以用Kapton制造出任意形状的零部件。在这之前，Kapton只能以大薄片的形式进行生产。这些金色的、像箔一样的薄片被层叠在一起，在许多卫星和航天器上充当绝缘层，抵御极端的热和冷。
之所以很难用Kapton制造零件跟这种材料的分子结构有关。它是一种芳族聚合物，由苯环内的碳和氢组成，有极高的热稳定性和化学稳定性，这意味着几乎不可能用它生产出复杂的结构。
3D打印Kapton的能力不仅增加了这种材料在已经在使用它的行业中的应用，还扩展了3D打印技术本身。通常，可3D打印的聚合物在300华氏度左右就开始丧失其机械强度。据研究团队介绍，Kapton可以在高达1020华氏度的温度下保持性能，这意味着3D打印现在可用于各种新的高性能应用中。
该团队选择合成3D打印Kapton所需的分子，因为它是一种相对普遍存在的聚合物，这让他们的工作能快速影响现有技术。经过一年的测试和对打印方式的微调，研究人员最终为他们的材料申请了专利。目前，几家大公司表达了自己对这种材料的兴趣。
“可以想象的是，这种材料将被用来打印卫星结构，如高温过滤器或高温流量喷嘴；也可以想象的是，3D打印提供的几何多样性和微尺寸可能性会进一步改进现有设计，如一个更轻的卫星、一个提供最佳/高效流量的过滤器，”研究人员说。
论文链接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201701240/full
资料来源：天工社
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