バージニア工科大学のチームが直接書き込みによるカプトンの3Dプリントに成功

バージニア工科大学のチームが直接書き込みによるカプトンの3Dプリントに成功

△ミリ単位の3Dプリントモデル構造

バージニア工科大学の2つの研究チームが、カプトンとしても知られる4,4'-オキシジフェニレンピロメリットイミドを3Dプリントする方法を開発した。カプトンが宇宙や 3D プリンターで使用される理由は、-269 ~ 400°C の広い温度範囲で安定した状態を保つためです。低いガス放出率と低温での熱伝導率の高さにより、真空環境において優れた熱絶縁体および電気絶縁体を形成します。

カプトンはテレビからスマートフォンまで多くの電子製品に使用されており、フレキシブルプリント回路や保温ブランケットにも最適です。しかし、少なくとも薄膜以外の形式では製造が困難です。この驚くべき熱特性は、これまではシート状でしか製造できなかった全芳香族分子構造から生まれます。新しいプロセスでは、光架橋可能なアクリレート基を含む可溶性前駆体ポリマー上でマスク投影ステレオリソグラフィー (SLA) を使用し、光誘起化学架橋の空間制御を可能にします。次に、3D プリントを熱処理して、架橋前駆体ポリマーをカプトンに変換します。




バージニア工科大学高分子イノベーション研究所(MII)所長のティモシー・ロング教授とポスドク研究員のマルティ・ヘグデ氏は、この発見を最初に成し遂げた人々の一人である。彼らは大学院生のチームと協力して、ポリイミドを 3D プリント可能にする初のポリマー合成設計を開発しました。 「既存の技術にすぐに影響を与えたいと考え、かなり一般的な高温・高強度ポリマーを選択した」とロング氏は語った。

その後、このプロジェクトは、3Dプリントのプロセスを完成させるために、クリストファー・ウィリアムズ研究室の博士課程の学生であるヴィシュワナス・ミーナクシサンダラムとニコラス・チャートレインに引き継がれました。ウィリアムズ氏は、「これらの材料を 3D プリントできるようになったので、より複雑な 3D 形状に設計してプリントできるようになりました。これにより、これらの材料の優れた特性をより幅広い用途で活用できるようになります」と説明しています。彼らは非常に小さなチェスの駒と格子構造を作り出すことができ、考えられるデザインの複雑さを実証しました。





彼らの研究は、極度の暑さや寒さの中での材料の性能を1年間テストした後、Advanced Materials Journalに掲載されました。 ウィリアムズ氏が指摘するように、この画期的な技術は、よりカスタマイズされたソリューションを生み出すのに役立つだろう。「この技術を衛星構造の印刷に利用し、高温フィルターや高温フローノズルとして利用できるようになると想像できます。」


論文リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201701240

出典: 3ders


バージニア、バージニア、ギニア、バージニア

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