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據物理學家組織網近日報道，香港城市大學的研究團隊成功開發出全球首個陶瓷4D打印系統，打印出來的陶瓷堅固且擁有復雜的形狀，有望在電子和航空航天領域大展拳腳。
陶瓷的熔點很高，因此難用傳統的激光打印技術制造；現有的3D印刷陶瓷前體通常很難變形，讓制造復雜形狀的陶瓷困難重重。為應對這些挑戰，機械工程系主任呂堅（音譯）教授領導的團隊開發出了一種新型“陶瓷墨水”，它是聚合物和陶瓷納米粒子的混合物。用這種新型陶瓷墨水打印出來的3D陶瓷前體非常柔軟，可拉伸到初始長度的3倍。這些柔韌且可拉伸的陶瓷前體通過適當的熱處理，就可制造出擁有復雜形狀的陶瓷。而且，在此基礎上，研究團隊開發出了兩種陶瓷4D打印方法。
4D打印是傳統3D打印加上第四維度——時間，在第四維度中，打印物體可在外部環境（例如機械力、溫度或磁場）的刺激下，隨著時間的推移重新成形或自我組裝。在最新研究中，該團隊利用存儲在拉伸的陶瓷前體中的彈性能量讓陶瓷變形。當拉伸過的陶瓷前體被釋放時，它經歷自我重整，熱處理后，前體變成陶瓷，得到的陶瓷堅固且擁有高壓縮強度—密度比。另外，與其他打印陶瓷相比，它們可以形成擁有高強度的大尺寸結構。
呂堅表示，下一步是提高材料的力學性能，例如降低其脆性。
來源：3d打印網
編輯：董強
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