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能“四两拨千斤”的橡皮筋 是什么筋？
在科技速即发展的今天，3D打印技巧如团结股强盛的东风，吹遍了九行八业。从复杂精密的机械零件到涉笔成趣的模子，从梦境般的建筑原型到个性化的生存用品，3D打印技巧以其无穷的创造力和生动性，将东谈主们的念念象照进推行，为咱们的生存带来了方便与惊喜。
你了解3D打印技巧吗？
3D打印技巧，笔名增材制造技巧，是一种通过逐层堆叠材料来构建三维实体的立异坐褥神色。3D打印技巧的旨趣与咱们用砖头盖屋子访佛，不错任性空洞为“分层制造，逐层通常”。
3D打印的扫数进程并不复杂，领先通过操办机扶助瞎想软件创建或赢得数字模子，然后将该模子切割成一系列相配薄的横截面层（即切片），每层厚度经常在数十到数百微米之间。接着，3D打印机左证这些切片信息，通过特定的技巧和材料，一层一层地构建出最终的物体。
3D打印的工艺包括熔融千里积成型（FDM）、光固化3D打印（SLA、DLP、LCD）、采用性激光烧结（SLS）、采用性激光融解（SLM）、立体喷墨打印（3DP）、叠层实体制造（LOM）。
熔融千里积成型技巧是将丝状的热塑性材料通过喷头加热融解，逐层千里积在平台上，最终凝固成三维的物体。该技巧常用的原材料有热塑性材料，如ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PLA（聚乳酸）等。该技巧对建造要求较低，操作肤浅，恰当个东谈主和微型责任室使用。近期玩物市集火爆的“萝卜刀”“伸缩剑”等即是通过这种神色作念出来的。
光固化3D打印的旨趣是讹诈特定波段和方式的光照耀光敏树脂，通过光敏树脂的逐层固化，生成所需方式的物体。该技巧成型精度高，名义光滑，恰当制作讲究模子和微型零件。
采用性激光烧结是讹诈激光束扫描粉末材料，使其融解并粘结在扫数，逐层积累成三维物体。该技巧以粉末为原材料（如尼龙、金属粉末、陶瓷粉末等），成型精度高，恰当制造复杂结构和功能零件。
采用性激光融解与采用性激光烧结访佛，但激光能量更高，大致全齐融解金属粉末，已毕金属零件的快速成型。该技巧常用金属粉末（如钛合金、不锈钢等）为原材料，可打印高强度、高精度的金属零件，无为应用于航空航天、医疗等界限。
立体喷墨打印所以粉末状材料（金属或非金属）和粘合剂为原材料，讹诈粘结的机理，逐层打印各部件。该打印技巧成型的样品与实质家具具有换取的心理，是现在较为熟习的彩色3D打印技巧。
叠层实体制造以薄片材料（如纸片、塑料薄膜等）和热熔胶为原材料，通过激光切割和热粘合的神色逐层积累成所需物体。该技巧成型速率快，材料老本低，恰当制作大型结构和外壳。
尽管3D打印技巧仍是比拟熟习，家具的规复度较高，可是受打印原材料的汗漫，3D打印家具具有较高的脆性，受外力容易发生断裂。该类家具在高机械性能需求的场景中应用时，显得有些“力不从心”。那么，期权平台应该如何改善3D打印家具的玻璃心，具有“悦目皮囊”的同期兼具柔韧性呢？
2024年7月3日，中国科学家在《Nature》期刊上发表了一项对于3D打印弹性体的探讨遵循，讹诈该技巧制备的橡皮筋大致被拉伸到自己长度的9倍，最大拉伸强度可达到94.6MPa，尽头于1日常毫米就不错承受接近于10公斤的重力，展现出超高的强度和韧性。
这根橡皮筋为怎样此迥殊呢？
在光固化3D打印过程中，为了提高坐褥遵循，经常需要较快的成型速率，这就导致材料在固化过程中交联密度的高潮和材料韧性的镌汰。旧例增多材料韧性的方法会增多材料的黏度，镌汰流动性，导致成型速率的下落。3D打印的成型速率和制品韧性之间相互矛盾的相关一直以来困扰着扫数行业。
可是这两个矛盾点却在中国科学家手里得到了“妥协”。探讨者通过对光固化3D打印原材料光敏树脂的分析和打印过程的拆解，建议了打印和后处置分阶段进行的计谋。探讨者瞎想了一种二甲基丙烯酸酯的DLP（数字化光处置）先行者体，该先行者体的主链上含有动态受阻脲键和两个羧基。在打印成型阶段，这几个关键组分处于“就寝”的景色，在成型后处置阶段阐明了增韧的作用。
在90℃后处置阶段，3D打印制品中的受阻脲键解离生成了异氰酸酯基团，该基团一方面与侧链羧基生成酰胺键，另一方面与羧酸吸附的水响应生成脲键。分子里面发生的化学键变化将材料中单一的采聚首构不时成访佛于“手拉手”的互穿采聚首构，而且带来了更多的氢键，使得材料里面结构得到强化。恰是由于材料里面结构的变化，使得3D打印的制品在受到外力产生形变时具备更大的缓冲空间，访佛于车辆碰撞时的吸能效果，提高了家具的抗冲击和抗断裂才智，具有更高的韧性。
实验闭幕标明，讹诈DLP先行者体经3D打印制备的厚度仅有0.8mm的薄膜发达出极强的抗针刺的性能，大致在74.4 N的作使劲下不发生闹翻。即使在高压充气的条目下，3D打印的气动夹具仍然大致在不闹翻的情况下执起名义有蛮横刺、重达70克的铜球。展示了3D打印家具超高的韧性和结构强度。
3D打印弹性体有哪些应用？
在畅通装备界限，3D打印弹性体为畅通员提供了愈加个性化、高性能的装备。举例，定制化鞋垫和留意装备讹诈弹性体的减震和维持特色，大致优化畅通员的畅通发达并普及衣服体验。尽头是在极限畅通和高冲击畅通中，3D打印的弹性体材料不错权贵减少畅通员在畅通中受到的冲击，保护其关键和肌肉免受损害。
在汽车与航空航天界限，3D打印弹性体被用于轻量化减震部件和密封圈等关键组件。这些部件通过复杂的结构瞎想，既放松了分量又保持了高性能。
在电子家具界限，智能音箱、智高手环、手机保护套等家具齐不错给与弹性体材料进行打印。这些家具不仅具有优良的柔滑度和弹性，还具备较高的耐磨性和耐用性，大致欢畅滥用者对家具外不雅和性能的多方面需求。
在工业制造界限，3D打印弹性体技巧被用于制造多样工业模具和传动带等部件。这些部件需要承受较大的机械应力和振动，而弹性体材料以其优异的弹性和抗疲顿性能成为理念念的采用。通过3D打印技巧制造这些部件，不仅提高了坐褥遵循，还镌汰了制形老本。
3D打印技巧在咱们的生存中占据着越来越用功的地位，3D打印弹性体技巧的问世进一步丰富了3D打印家具的使用场景。科技的向上赋予了生存无穷的可能性，咱们也期待更多科技的发展和技巧的矫正，使咱们的生存愈加丰富多彩。
作家：物理化学博士石畅