位于亞利桑那州的初創(chuàng)公司Mechnano在研發(fā)用于3D打印材料的碳納米管（CNT）技術(shù)。該公司已開(kāi)發(fā)出第一款產(chǎn)品，即靜電放電（ESD）樹(shù)脂，該樹(shù)脂可在不影響機(jī)械性能的情況下為3D打印零件提供耗散性能。

這些是增材制造材料的非凡突破，通過(guò)關(guān)注納米級(jí)或分子水平，能夠在宏觀水平上對(duì)增材制造材料進(jìn)行指數(shù)級(jí)的改進(jìn)。

MECHNANO的技術(shù)釋放了CNT的固有屬性，使某些材料的沖擊強(qiáng)度是其三倍，抗撕裂性是10至40倍，甚至更多。

CNT可用于開(kāi)發(fā)具有更好的機(jī)械，導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能的復(fù)合材料。

增材制造中的CNT

最早發(fā)現(xiàn)于1991年的CNTs的強(qiáng)度比鋼高100倍，比金剛石堅(jiān)硬，甚至比銅導(dǎo)電1,000倍。CNT可用于開(kāi)發(fā)具有更好的機(jī)械、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能的復(fù)合材料。

過(guò)去，研究總結(jié)了碳納米管的潛在主要工業(yè)應(yīng)用，例如電子設(shè)備和凈水過(guò)濾器。然而，該技術(shù)仍在開(kāi)發(fā)中，并且將CNT用于3D打印仍然存在重大挑戰(zhàn)，并且實(shí)際應(yīng)用仍然受到限制。

在增材制造方面，CNT材料已成功用于3D打印形狀記憶聚合物，用于軟機(jī)器人。此外，CNT材料也已被證明是生物相容的，因此已被用于3D打印組織支架。

勞德在談到CNT研究的初期時(shí)說(shuō)：“許多想法開(kāi)始從整個(gè)科學(xué)界涌現(xiàn)。” “有些人以為他們很快就會(huì)制造出太空電梯，制造出紙質(zhì)的防彈背心，以及飛行超輕機(jī)身。”

Mechnano的CNT技術(shù)

Mechnano的技術(shù)以十多年的研發(fā)為后盾，擁有約一百項(xiàng)已發(fā)布和正在申請(qǐng)的專(zhuān)利。該公司是由企業(yè)家和科學(xué)家組成的初創(chuàng)公司，他們已經(jīng)將專(zhuān)有的CNT技術(shù)應(yīng)用于3D打印聚合物。

該公司聲稱(chēng)是第一家使用材料噴射和大桶光聚合系統(tǒng)制造碳納米管零件的公司，該團(tuán)隊(duì)改善了沖擊，抗撕裂性和拉伸性能，以實(shí)現(xiàn)ESD。

盡管許多碳納米管應(yīng)用仍然是牛頓的夢(mèng)想。 Mechnano實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵的材料進(jìn)步–包括可以噴射的MechT的變體；在現(xiàn)有的紫外線固化體系中起作用的低能量吸收性CNT變體；縱橫比的變化值得先進(jìn)的粘合劑技術(shù)，甚至還有更多。

Mechnano的MechT技術(shù)可使用基于激光的DLP和LCD 3D打印工藝制造ESD保護(hù)性包裝，工作站和設(shè)備。

當(dāng)兩個(gè)表面接觸并且電子從一個(gè)物體移動(dòng)到另一個(gè)物體時(shí)，就會(huì)發(fā)生ESD。ESD材料經(jīng)過(guò)特殊配制，可防止接觸放電，從而將火焰或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，從而保護(hù)微型電子零件。

Mechnano的MechT在不影響機(jī)械性能的情況下為3D打印部件提供了靜電耗散性能。該技術(shù)對(duì)碳納米管進(jìn)行纏結(jié)和分離，然后將其分散在整個(gè)增材制造材料中，而不會(huì)重新結(jié)塊。最終的分立管MechT可以根據(jù)所選系統(tǒng)的特定性能要求進(jìn)行定制。

該公司的首款產(chǎn)品Mechnano的Formula 1 ESD樹(shù)脂可用于運(yùn)輸，并可在現(xiàn)有的基于激光的DLP和LCD增材制造設(shè)備中使用。

該樹(shù)脂的屈服強(qiáng)度超過(guò)20％，楊氏模量超過(guò)27％，這是材料在拉伸或壓縮狀態(tài)下承受長(zhǎng)度變化的能力的度量。該材料具有各向同性的ESD性能，并且沒(méi)有碳痕跡，不需要連續(xù)的樹(shù)脂混合。

這些進(jìn)步帶來(lái)了大大提高的機(jī)械性能；還使我們能夠在不降低機(jī)械性能的情況下增加塑料的電性能；改善并增加了熱性能，嵌入了光學(xué)性能，甚至在塑料中增加了磁性等性能。

根據(jù)Mechnano的說(shuō)法，其技術(shù)將為航空，國(guó)防，醫(yī)療和汽車(chē)等行業(yè)帶來(lái)“巨大變化”，這些行業(yè)正越來(lái)越多地使用3D打印來(lái)優(yōu)化其操作和產(chǎn)品。