全球首个陶瓷4D打印系统“出炉”

  本文摘要：据物理学家的组织网近日报导，香港城市大学的研究团队顺利研发出有全球首个陶瓷4D打印机系统，打印机出来的陶瓷牢固且享有简单的形状，未来将会在电子和航空航天领域大展拳脚。陶瓷的熔点很高，因此无以用传统的激光打印机技术生产；现有的3D印刷陶瓷前体一般来说很难变形，让生产简单形状的陶瓷困难重重。为应付这些挑战，机械工程系主任吕坚（音译）教授领导的团队研发出有了一种新型“陶瓷墨水”，它是聚合物和陶瓷纳米粒子的混合物。

据物理学家的组织网近日报导，香港城市大学的研究团队顺利研发出有全球首个陶瓷4D打印机系统，打印机出来的陶瓷牢固且享有简单的形状，未来将会在电子和航空航天领域大展拳脚。陶瓷的熔点很高，因此无以用传统的激光打印机技术生产；现有的3D印刷陶瓷前体一般来说很难变形，让生产简单形状的陶瓷困难重重。为应付这些挑战，机械工程系主任吕坚（音译）教授领导的团队研发出有了一种新型“陶瓷墨水”，它是聚合物和陶瓷纳米粒子的混合物。

用这种新型陶瓷墨水打印机出来的3D陶瓷前体十分坚硬，可剪切到初始长度的3倍。这些柔软且可剪切的陶瓷前体通过必要的热处理，就可生产出有享有简单形状的陶瓷。而且，在此基础上，研究团队研发出有了两种陶瓷4D打印机方法。

4D打印机是传统3D打印机再加第四维度——时间，在第四维度中，打印机物体可在外部环境（例如机械力、温度或磁场）的性刺激下，随着时间的流逝新的成形或自我装配。在近期研究中，该团队利用存储在剪切的陶瓷前体中的弹性能量让陶瓷变形。当剪切过的陶瓷前体被获释时，它经历自我重整，热处理后，前体变为陶瓷，获得的陶瓷牢固且享有高压缩强度—密度比。

另外，与其他打印机陶瓷比起，它们可以构成享有高强度的大尺寸结构。吕坚回应，下一步是提升材料的力学性能，例如减少其脆性。

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