您当前所在的位置:  首页 > 科技前沿
科学家首次实现陶瓷4D打印
【编辑日期:2018-08-27】  【浏览次数:】  【作者:枣庄科技局】    【 关 闭 】

近日发表在新一期美国《科学进展》杂志上的研究显示,中国香港城市大学吕坚教授研究组首次实现了陶瓷4D打印。这种新技术有望应用于太空探索、电子产品和航空发动机制造等领域。

4D打印,就是在3D打印基础上增加了时间维度。4D打印直接将设计内置到物料当中,让材料在设定的时间自动变形为所需要的形状,且可随时间变化。与3D打印相比,4D打印对材料有更高要求。此前大多采用水凝胶等聚合物作为4D打印“墨水”,但水凝胶聚合物应用范围有限。陶瓷前驱体材料应用广泛,但较难发生自变形,限制了其在4D打印中的发展。

吕坚研究组的这种打印技术采用复合弹性体陶瓷材料,完成了从3D打印到结构可变形的过程,实现了陶瓷折纸结构的打印和4D陶瓷打印。吕坚说,这种4D打印技术可广泛应用于个性化定制,优势在于采用相对简单的图纸设计,就可衍生出一系列形状相似且连续可变的结构,而传统的3D打印只能一个图纸对应一个结构。

此外,4D陶瓷热处理只需1000摄氏度即可完成,而传统陶瓷粉末烧结则需要1600摄氏度,因此4D打印工艺成本相对低廉。研究人员认为,如将新技术应用于太空探索领域,有望将3D打印前驱体折叠起来以节省空间,进入太空后再展开获得需要的结构。