供稿人:连伟波 鲁中良 发布日期：2018-07-29
热固性光聚合物在所有3D打印材料中占据了巨大的市场，由于其在高温下优异的机械稳定性，优异的耐化学性以及与高分辨率而被广泛用于各种领域3D打印技术。然而，这些热固性光聚合物通过光聚合形成3D部件后就不能再加工，即重新成形，修复或再循环。
新加坡科技设计大学数字制造和设计中心张彪博士(第一作者)在Nature Communications杂志上发表了一篇题为“Reprocessable thermosets for sustainable three-dimensional printing”的文章。该文章报告了通过新的策略开发了一种可再加工热固性材料(3D Printing Reprocessable Thermoset-3DPRT)，该材料不仅允许用户3D打印成任意形状和结构，而且可以在损坏的部分重新3D打印新材料来修复损坏的部分，回收不需要的印刷部件，以便材料可以重新利用。
图1.3D打印可再处理热固性光敏树脂
a使用光敏树脂溶液在光固化3D打印机上打印高精度网格结构（阶段I）的路线图。热处理赋予打印结构可再处理能力（阶段II）；b光敏树脂溶液中单体，交联剂，引发剂和催化剂的化学结构式；c紫外光固化形成的永久共价键（蓝点）；d热触发反应导致新的动态共价键（红点）的形成；e阶段I所得到的永久交联网络的化学结构；f-g阶段II所得到的动态共价键的化学结构。
图2. 通过对受损兔子的“手术”来展示3D打印可再处理热固性光敏材料的再修复性
图3. 3D打印可再处理热固性光敏材料的再回收性
a比较利用3DPRT和用市售热塑性塑料（PLA和ABS）和热固性树脂（Vero-black）打印的结构在高温（220°C）下的稳定性；b3DPRT打印结构回收性的展示；c单轴拉伸测试检查3DPRT回收材料的力学重复性。
这种通过两步聚合策略开发的可再处理热固性光敏3D打印材料不仅允许用户对3D打印结构进行再塑形，还可以通过在损坏界面上直接3D打印来修复破坏的零件。此外，废弃的零件可以通过酯交换反应再回收并用于其他应用。总之，这种新的3DPRT为解决与3D打印材料消耗快速增长相关的环境挑战提供了实用的解决方案。