2023年5月15日，弗吉尼亚理工大学研究人员在《Additive Manufacturing》上发表题为A Dual-Cure Approach for the Ultraviolet-Assisted Material Extrusion of Highly Loaded Opaque Suspensions 的研究论文，报道了一种光热双固化3D打印策略，用于打印高固含量的不透明固体油墨，以制备结构稳定及高纵横比的部件。
//doi.org/10.1016/j.addma.2023.103616
研究简介
紫外线辅助材料挤出（UV- DIW）作为一种增材制造(AM)技术，其成型原理为中粘性油墨通过原位紫外线照射(光固化)逐层选择性挤出和固化，以创建三维部件。UV-MEX是一项应用广泛的增材制造技术，它非常适合处理高固含量和高粘性的光固化油墨，这类材料由于其工艺引起的粘度限制而无法通过其他增材制造方式加工。然而，在高固含量的材料体系中，不透明的颗粒可能会吸收和散射紫外线照射，这将影响最终部件的精度和性能。为了使含有不透明填料的高固含量油墨具有更好的可打印性，本工作引入了一种用于制定和表征紫外光固化和热固化的树脂的策略。这种双固化策略是通过在丙烯酸酯基树脂中加入自由基光引发剂和热引发剂实现的。树脂对紫外线照射的响应性使树脂能够快速固化和硬化，以减少扩散和塌缩。然而，由于不透明填料对紫外线辐射的吸收，只能在挤出材料的表面形成一层薄薄的固化皮(20-100um)。因此，二次热固化用于充分固化油墨并塑造打印部件的最终性能。在打印过程中加热可以提供沉积油墨的原位热固化，这进一步加强了沉积材料的性能，并使高层结构的打印成为可能。实验表明，本研究所提出的双固化油墨配方策略能够采用高固含量的不透明固体油墨来打印结构稳定及高纵横比的部件。
图1 UV-DIW双固化3D打印。
图2 双固化油墨的设计。
图3 光流变学测量了含有不同引发剂的未填充油墨的UV固化。
图11 四种不同固化条件下的15层薄壁高度。当不使用固化时，未固化的油墨会扩散并形成塌壁。只用光固化时，材料不会扩散，但没有力量来支撑，从而会弯曲。最后是结合光固化和热固化制备的高保真样品。
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中国九游会科技在售的挤出直写3D打印机针对不同材料体系，配备了多挤出喷头、光固化辅助成型以及可加热成型平台，从而更好的满足用户的不同实验需求。
