新聚合物將硅砂結合成復合材料,用于多個行業

由橡樹嶺實驗室 (ORNL) 的研究人員設計的一種水溶性新型聚合物與硅砂結合,用于 3D 打印,用于汽車和航空等行業的模具、原型和零件生產。
  
ORNL 團隊創造了一種聚乙烯亞胺 (PEI) 粘合劑,與傳統粘合劑相比,它使沙子部件的強度增加了一倍。初多孔的粘合劑噴射打印部件通過添加氰基丙烯酸酯來填充間隙而得到加強,與初始輸出相比,其強度提高了八倍。PEI 粘合劑通過聚合物在固化過程中與氰基丙烯酸酯的反應而得到加強。
  
相關人員解釋說:“很少有聚合物適合作為這種應用的粘合劑。我們正在尋找特定的屬性,例如溶解度,這會給我們帶來好的結果。我們的主要發現在于我們的 PEI 粘合劑獨特的分子結構,使其與氰基丙烯酸酯發生反應,從而實現卓越的強度。”
  
不僅材料通過 3D 逐層打印得到強化,粘合劑噴射打印過程可以節省資金并加快打印過程。
  
硅砂易于獲得且價格低廉,加熱時不會改變尺寸,使其成為可清洗模具的理想選擇,但目前的砂鑄模具由于經常破裂而用途有限。ORNL 的新型 PEI 粘合劑通過強化模具和零件來改變這種情況。
  
“為了確保模具零件的精度,您需要一種在加工過程中不會改變形狀的材料,這就是硅砂一直很有前途的原因。該研究的主要作者說,挑戰一直是克服沙子部分的結構弱點。“我們的高強度聚合物砂復合材料提高了可以用粘合劑噴射方法制造的零件的復雜性,實現更復雜的幾何形狀,并拓寬了制造、模具和建筑的應用。”