西班牙人在SLS粉末中添加光敏劑，實(shí)現(xiàn)彩色打印

擁有高度細(xì)節(jié)的彩色打印是3D打印技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)之一，目前PolyJet等技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)彩色打印，但像選擇性激光燒結(jié)（SLS）和立體光刻（SLA）仍然難以進(jìn)行彩色打印。2018年8月3日，南極熊獲悉，西班牙光子科學(xué)研究所（IFCO）的研究人員最近開(kāi)發(fā)出一種更快，更具成本效益的3D打印方法，通過(guò)在材料中添加特殊的光敏劑，不但可以提高粉末材料的導(dǎo)熱性降低激光器功率，還可以讓SLS技術(shù)打印出擁有各種顏色的物體。 他們的研究結(jié)果發(fā)表在ACS Nano Letters期刊上。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b01164

△這種顏色鮮艷的龍是通過(guò)SLS技術(shù)3D打印生產(chǎn)的

選擇性激光燒結(jié)（SLS）打印機(jī)使用激光作為能源來(lái)燒結(jié)粉末材料的特定區(qū)域，通常是尼龍或聚酰胺，以形成實(shí)心3D結(jié)構(gòu)。一旦第一層完成，構(gòu)建平臺(tái)/部件床就會(huì)下降預(yù)設(shè)量。然后鋪另一層材料，第二橫截面直接熔合在其上面。這一直持續(xù)到每個(gè)橫截面都已鋪設(shè)并融合。

在過(guò)去幾年中，使用光熱敏化劑促進(jìn)聚合物粉末的燒結(jié)變得越來(lái)越普遍。為了降低該工藝的能量需求，研究人員在聚合物粉末中添加了稱為光敏劑的化合物。這些材料，如碳納米管，炭黑和石墨烯，比聚合物更強(qiáng)烈地吸收光并將熱量傳遞給它們，從而可以使用更便宜，功率更低的激光器。

然而，碳基光敏劑打印過(guò)程中只能變成灰色或黑色。要使用此方法創(chuàng)建白色或彩色打印件，需要使用其他等效材料。 Gerasimos Konstantatos，Romain Quidant及其在IFCO的同事希望找到一種能夠通過(guò)SLS 3D打印方法實(shí)現(xiàn)彩色打印的光敏劑。

“我們通過(guò)設(shè)計(jì)由等離子體納米粒子制成的共振光熱敏化劑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，這些納米粒子在近紅外線中強(qiáng)烈吸收，同時(shí)與可見(jiàn)光的相互作用最小。”研究人員表示。

為了制造穩(wěn)定的彩色納米復(fù)合材料粉末，在與聚酰胺粉末混合之前，將金納米棒涂覆有二氧化硅。研究人員表示，與使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)炭黑作為敏化劑的等效復(fù)合材料相比，這些復(fù)合材料在共振時(shí)顯示出大大改善的光熱轉(zhuǎn)換，并且可以使用低功率光源進(jìn)行燒結(jié)。此外，新的光敏劑還可以產(chǎn)生更多的白色，并且 - 當(dāng)與染料混合時(shí) - 可以產(chǎn)生顏色鮮艷的3D物體。

研究人員說(shuō)，重要的是，這些材料對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)具有成本效益。他們已經(jīng)提交了幾項(xiàng)與新技術(shù)相關(guān)的專利申請(qǐng)。

“我們的研究結(jié)果開(kāi)辟了利用等離子體納米粒子生成彩色和功能性3D打印物體的新途徑，”研究人員解釋說(shuō)。 他們?cè)陬}為“基于共振光熱敏化劑的白色和鮮艷彩色3D打印”的論文中展示了他們的研究成果。

編譯自：3ders.org