供稿人：王永辉 导师：连 芩 供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 发布日期：2021-10-17
增材制造允许使用各种材料生产定制部件，如金属、陶瓷、热塑性聚合物和光聚合物树脂。到2029年底，增材制造材料的全球市场预计将增长超过200亿美元，其中22%的份额将由热固性光聚合物。目前，光聚合物树脂占据了近一半的市场份额，这是由于它们的机械、化学和热稳定性，以及它们与光固化3D打印的良好兼容性。然而，商用树脂由化石基光聚合物组成，价格昂贵且有限。因此，可再生替代品的可用性可以满足对增材制造材料不断增长的需求，同时减少它们对环境的影响。
中国科学院上海高等研究院的研究团队受到人类手指纹理的启发，通过模拟人体皮肤的结构和传感机制，将聚二甲基硅氧烷（PDMS）微球与石墨烯相结合，设计出了一种3D打印柔性触觉传感器，旨在通过对触觉信号的处理来检测各种级别的表面粗糙度。
可再生材料既可持续又具有竞争力，这对适应3D打印材料消费的快速增长至关重要。尼赫鲁斯坦福应用科学大学的Vincent S.D. Voet教授团队开发了基于改性大豆油的生物基光聚合物树脂，用于商业立体光刻印刷。首先，以环氧大豆油为原料成功合成了具有多种功能的大豆油甲基丙烯酸酯，作为商业上可用的大豆油丙烯酸酯的替代品。通过将高达80%的生物基(甲基苯丙胺)丙烯酸酯低聚物与生物基稀释剂和光引发剂混合，创建了一个光树脂库。该树脂组合物经过优化，以达到最大的生物基含量和低粘度，树脂的可再生碳含量为77 ~ 80%，粘度为0.5 ~ 1.5 Pa·s。所制造的零件显示出完整的层融合和准确的印刷质量。刚度和韧性可以通过改变化学成分或每个低聚物的官能团的数量来调整。这些生物基材料可用于减少增材制造对环境的影响，同时与商业制造商现有的化石基树脂竞争。