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新型光敏剂有助于克服SLS 3D打印中的色彩限制

更新时间：2018-08-03 ｜ 浏览次数：1536次

摘要:　　3D打印面临的最大挑战之一是能够以完整、高度细节的颜色打印。然而，并非所有3D打印技术（例如选择性激光烧结（SLS）和立体光刻（SLA））都能够直接以彩色打印。

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　　3D打印面临的最大挑战之一是能够以完整、高度细节的颜色打印。然而，并非所有3D打印技术（例如选择性激光烧结（SLS）和立体光刻（SLA））都能够直接以彩色打印。西班牙光子科学研究所（IFCO）的研究人员最近开发出一种更快、更具成本效益的3D打印方法，可以打印所有颜色的物体，他们的研究结果发表在ACS期刊Nano Letters上。

　　这种颜色鲜艳的龙是通过3D打印生产的，使用金纳米棒作为光敏剂。


　　选择性激光烧结（SLS）打印机使用激光作为电源来烧结粉末材料的特定区域，通常是尼龙或聚酰胺，以形成实心3D结构。一旦第一层完成，构建平台/部件床就会下降预设量。然后放下另一层材料，第二横截面直接熔合在其上面。这一直持续到每个横截面都已铺设并融合。
　　在过去几年中，使用光热敏化剂促进聚合物粉末的烧结变得越来越普遍。为了降低该过程的能量需求，研究人员在聚合物粉末中添加了称为光敏剂的化合物。这些材料，如碳纳米管，炭黑和石墨烯，比聚合物更强烈地吸收光并将热量传递给它们，从而可以使用更便宜，功率更低的激光器。

　　然而，碳基光敏剂只能生产灰色或黑色的打印物。要使用此方法创建白色或彩色打印件，需要明显透明的等效物。 Gerasimos Konstantatos，Romain Quidant及其在IFCO的同事希望找到一种能够通过SLS 3D打印方法实现彩色打印的光敏剂。


　　“在这里，我们通过设计由等离子体纳米粒子制成的共振光热敏化剂来解决这个问题，这些纳米粒子在近红外线中强烈吸收，同时与可见光的相互作用最小。”研究人员表示。
　　为了制造稳定的彩色纳米复合材料粉末，在与聚酰胺粉末混合之前，将金纳米棒涂覆有二氧化硅。研究人员表示，与使用工业标准炭黑作为敏化剂的等效复合材料相比，这些复合材料在共振时显示出大大改善的光热转换，并且可以使用低功率光源进行烧结。此外，新的光敏剂还可以产生更多的白色，并且 - 当与染料混合时 - 可以产生颜色鲜艳的3D物体。
　　研究人员说，重要的是，这些材料对于大规模生产具有成本效益。他们已经提交了几项与新技术相关的专利申请。
　　“我们的研究结果开辟了利用等离子体纳米粒子生成彩色和功能性3D打印物体的新途径，”研究人员解释说。他们在题为“基于共振光热敏化剂的白色和鲜艳彩色3D打印”的论文中展示了他们的研究成果。