3D打印技術(shù)（亦稱增材制造）已發(fā)展成為融合材料設(shè)計(jì)、制造工藝、應(yīng)用開(kāi)發(fā)為一體的功能化制造技術(shù)。聚酰亞胺作為一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、微電子、納米、液晶等領(lǐng)域。然而，對(duì)于聚酰亞胺開(kāi)展復(fù)雜成形與數(shù)字加工極為困難，造成其應(yīng)用對(duì)象受限。因此，發(fā)展高性能、適用于3D打印的聚酰亞胺墨水材料將具有廣泛應(yīng)用潛能。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已有數(shù)篇關(guān)于3D打印聚酰亞胺的報(bào)道，但其要么成形后尺寸收縮太大，要么與傳統(tǒng)聚酰亞胺材料性能相差較遠(yuǎn)。因此，高性能聚酰亞胺增材制造正在成為國(guó)內(nèi)外3D打印及裝備領(lǐng)域面臨的重要挑戰(zhàn)和研究重點(diǎn)之一。

《3D打印商情》從中國(guó)科學(xué)院獲悉，近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王曉龍團(tuán)隊(duì)和江南大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授劉禹團(tuán)隊(duì)合作，在原DLP 3D打印聚酰亞胺基礎(chǔ)上（Solvent-free and photocurable polyimide inks for 3D printing， J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 16307），成功開(kāi)發(fā)了一種適用于高性能聚酰亞胺增材制造的紫外輔助直書(shū)寫(xiě)工藝（Direct Ink Writing of High Performance Architectured Polyimides with Low Dimensional Shrinkage. Adv. Eng. Mater. 2019, 1801314）。研究人員建立了一種新型的“光固化聚酰胺酸前驅(qū)體+熱酰亞胺化”策略，提出利用UV-輔助直書(shū)寫(xiě)打?。║V-DIW）技術(shù)完成高性能聚酰亞胺的直接三維復(fù)雜成形，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的材料制造與裝備工藝技術(shù)專利創(chuàng)新。

該3D打印聚酰亞胺材料的機(jī)械性能、耐熱性及熱機(jī)械性能在領(lǐng)域內(nèi)首次達(dá)到傳統(tǒng)PI材料的80%以上，尺寸收縮率僅為6%（同于FDM、SLA等主流3D打印技術(shù)）。在獲取高性能聚酰亞胺材料基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了多種可定制（其它打印技術(shù)如SLA、DLA等無(wú)法做到）的構(gòu)件制造，如曲面聚酰亞胺成形、自由結(jié)構(gòu)（如彈簧、單支懸空件）及耐高溫聚酰亞胺導(dǎo)線（圖2）。

該方法策略不僅適合本研究體系下的聚酰亞胺前驅(qū)體制造，而且同樣適合其它聚酰亞胺體系，由此能夠?qū)崿F(xiàn)所有通用聚酰亞胺前驅(qū)體的增材制造。研究人員針對(duì)該技術(shù)方法和材料申請(qǐng)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)及國(guó)際專利，并實(shí)現(xiàn)了以聚酰亞胺材料為主體的3D制造工藝裝備創(chuàng)新與一站式產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，相關(guān)成果已經(jīng)獲得國(guó)內(nèi)部分科研院所與企業(yè)的高度關(guān)注。

以上工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFC1100401）、自然科學(xué)基金（51775538,51475484）和甘肅省重大專項(xiàng)（18ZD2WA011）、重點(diǎn)研發(fā)（17YFFA139）和自然科學(xué)基金（17JR5RA318）等的資助。

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