新型光敏劑能使SLS 3D打印突破色彩限制

  一直以來彩色打印都是3D打印領域面臨的最大挑戰之一。近日，西班牙光子科學研究所（IFCO）的研究人員最近開發出一種更快、更具成本效益的3D打印方法，可以進行彩色3D打印，他們的研究結果發表在ACS期刊Nano Letters上。

這種顏色鮮艷的龍是通過3D打印生產的，使用金納米棒作為光敏劑

  選擇性激光燒結（SLS）打印機采用紅外激光器作能源在特定區域燒結粉末材料，通常是尼龍或聚酰胺，以形成實心3D結構。一旦第一層完成，構建平臺/部件床就會下降一層。然后放下另一層材料，第二橫截面直接熔合在其上面，這樣一直重復燒結直到每個橫截面都已鋪設并融合。

  在過去幾年中，使用光熱敏化劑促進聚合物粉末的燒結變得越來越普遍。為了降低燒結時的能源損耗，研究人員在聚合物粉末中添加了被稱為光敏劑的化合物，這種聚合物有較好的吸光性，并能傳遞熱量，從而可以使用更便宜、功率更低的激光器以降低能源損耗。

  然而，碳基光敏劑只能制造灰色或黑色的3D打印物品，要使用此方法創建白色或彩色的打印件，則需要明顯透明的等效物。 Gerasimos Konstantatos、Romain Quidant及其在IFCO的同事們希望能找到一種可以通過SLS 3D打印方法實現彩色打印的光敏劑。

  “我們通過設計由等離子體納米粒子制成的共振光熱敏化劑來解決這個問題，這些納米粒子能在近紅外光中強烈吸收，同時與可見光的相互作用最小。”研究人員表示。

  為了制造穩定的彩色納米復合材料粉末，在與聚酰胺粉末混合之前，先將金納米棒涂覆上二氧化硅。研究人員表示，與使用工業標準炭黑作為敏化劑的等效復合材料相比，這些復合材料在共振時能大大改善光熱轉換，并且可以使用低功率光源進行燒結。值得一提的是，該種光敏劑還可以產生更多的顏色，當與染料進行混合時，可以產生顏色鮮艷的3D物體。

  研究人員說，這種材料對于大規模生產來說具有明顯的成本效益，他們已經提交了幾項與新技術相關的專利申請。

  “我們的研究結果開辟了利用等離子體納米粒子生成彩色和功能性3D打印物體的新途徑。”研究人員解釋說。他們在題為“White and Brightly Colored 3D Printing Based on Resonant Photothermal Sensitizers”的論文中展示了他們的研究成果。

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