近日，弗吉尼亞理工大學的研究人員首次成功3D打印了Kapton，一種通常用來絕緣宇宙飛船和衛星的高性能聚酰亞胺材料。這是一個重大的突破，將增加3D打印技術在空間探索項目、電子和航空航天工業中的潛在應用。研究人員成功合成了3D打印Kapton所需的分子。這項研究已經發表在《Advanced Materials Journal》上。
他們花了一年左右的時間來制造3D打印Kapton所需的大分子，并且采用了這樣一種方式，能讓Kapton保持穩定和它的熱性能。這個項目的成功意味著理論上可以用Kapton制造出任意形狀的零部件。在這之前，Kapton只能以大薄片的形式進行生產。這些金色的、像箔一樣的薄片被層疊在一起，在許多衛星和航天器上充當絕緣層，抵御極端的熱和冷。
之所以很難用Kapton制造零件跟這種材料的分子結構有關。它是一種芳族聚合物，由苯環內的碳和氫組成，有極高的熱穩定性和化學穩定性，這意味著幾乎不可能用它生產出復雜的結構。
3D打印Kapton的能力不僅增加了這種材料在已經在使用它的行業中的應用，還擴展了3D打印技術本身。通常，可3D打印的聚合物在300華氏度左右就開始喪失其機械強度。據研究團隊介紹，Kapton可以在高達1020華氏度的溫度下保持性能，這意味著3D打印現在可用于各種新的高性能應用中。
該團隊選擇合成3D打印Kapton所需的分子，因為它是一種相對普遍存在的聚合物，這讓他們的工作能快速影響現有技術。經過一年的測試和對打印方式的微調，研究人員最終為他們的材料申請了專利。目前，幾家大公司表達了自己對這種材料的興趣。
“可以想象的是，這種材料將被用來打印衛星結構，如高溫過濾器或高溫流量噴嘴；也可以想象的是，3D打印提供的幾何多樣性和微尺寸可能性會進一步改進現有設計，如一個更輕的衛星、一個提供最佳/高效流量的過濾器，”研究人員說。
（編譯自3ders.org）
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