研究人员是否找到了使用粘合剂喷射制造更坚固的砂部件的方法？

能源部橡树岭国家实验室的研究人员创造了一种新型聚合物，可用于粘合和加强硅砂以进行粘合剂喷射。在他们的研究中，“由聚乙烯亚胺粘合剂实现的坚固硅砂结构的增材制造”，由 Gilmer 等人撰写，他们发现由于这种新的粘合剂，可以创建比使用传统粘合剂制成的对应物明显更强的砂结构，具有一个物体的重量是其自身重量的 300 倍。事实上，所创建的粘合剂能够使部件的强度加倍。

这是今年 ORNL的众多增材制造项目之一。我们已经看到 3D 打印燃料组装支架，这些支架安装在阿拉巴马州的核粉厂，以及与Ex One进行测试，ExOne是粘合剂喷射技术的领导者，用于制造陶瓷金属部件。这个最新项目继续推动粘合剂喷射技术的极限，尽管现在是在沙子方面。

用于粘合剂喷射的更强砂

尽管沙子是粘合剂喷射的常用材料，但除某些例外情况外，它并不经常用于最终用途部件。在这项研究中，研究人员特别指出无法使用传统粘合剂形成坚固的生坯部件，或在脱脂和烧结之前制成的部件。因此，发现用于硅砂的聚乙烯亚胺 (PEI) 粘合剂有助于增加粘合剂喷射在更多承重部件中的使用。这也很重要，因为粘合剂喷射越来越受欢迎，因为它比许多其他 3D 打印方法更便宜且速度更快。

特别是，研究人员希望将聚合物用于渗透，这是一种用于粘合剂喷射的后处理方法，可渗透最初多孔的部分，使其更坚固。根据新闻稿，虽然这可以促使强度增加八倍，但很难找到合适的粘合剂，尤其是沙子。该项目的首席研究人员 Tomonori Saito 评论道：“很少有聚合物适合作为该应用的粘合剂。我们正在寻找特定的属性，例如溶解度，这会给我们带来最好的结果。我们的主要发现在于我们的 PEI 粘合剂独特的分子结构，使其与氰基丙烯酸酯发生反应，从而实现卓越的强度。”

该聚合物还设计用于与硅砂一起使用。这种材料已在汽车和航空航天领域引起了人们的兴趣，因为它可用于制造轻质零件。为此，可以在固化之前将碳纤维或玻璃纤维等材料包裹在 3D 打印的砂芯上。它很有用，因为它在加热时不会改变尺寸。然而，当然，拥有更坚固的沙子部分是有意义的，尤其是克服结构弱点。更坚固的砂零件将能够支持更大规模的制造，并能够快速生产零件。

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