中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所3D打印含油自潤滑材料研究獲進(jìn)展
聚合物基含油自潤滑復(fù)合材料憑借其輕質(zhì)、耐腐蝕、低噪音且長期免維護(hù)的特性，在航空航天、汽車工業(yè)等
前沿領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。傳統(tǒng)方法制備含油自潤滑復(fù)合材料大多采用先制備多孔材料后填充潤滑劑的兩步法，
存在工藝復(fù)雜、含油率低等問題，且難以實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)成形。因此，發(fā)展新型聚合物基含油自潤滑材料與器件快
速成形技術(shù)具有重要意義。
近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點實驗室王曉龍研究員團(tuán)隊提出了一種微乳液增材制
造聚合物含油自潤滑復(fù)合材料的新策略，采用光固化3D打印一步實現(xiàn)了含油自潤滑復(fù)合材料與復(fù)雜結(jié)構(gòu)機(jī)械零部
件成形，相關(guān)論文發(fā)表于Additive Manufacturing。
該方法借助滑石粉對微油滴的穩(wěn)定作用實現(xiàn)了潤滑油微液滴均勻穩(wěn)定分散的微乳液光敏樹脂。通過數(shù)字光處
理（DLP），3D打印在光敏墨水由液態(tài)到固態(tài)的固化過程中將微油滴固定在材料體系中，從而一步得到了含油聚
合物自潤滑復(fù)合材料。
研究人員通過對材料體系中各組分含量和制備過程的有效控制，實現(xiàn)了PAO微油滴在墨水中的穩(wěn)定分散。
用SEM發(fā)現(xiàn)，該微乳液體系經(jīng)過光固化3D打印后被均勻地固定在材料體系中。摩擦測試表明，該微乳液3D打印制
備的含油自潤滑復(fù)合材料的摩擦系數(shù)可降至0.1以下，比純聚合物降低了82.9%，同時，磨損體積也有大幅降低，
表現(xiàn)出優(yōu)異的減摩抗磨性能。
結(jié)合3D打印自由制造與快速成形的特點，研究人員設(shè)計制作了不同種類齒輪和軸承保持架，發(fā)現(xiàn)采用3D打印
制造的器件尺寸收縮率均小于2%，證明了微乳液3D打印成形的結(jié)構(gòu)具有高的尺寸穩(wěn)定性和精度，具備制造精密復(fù)
雜結(jié)構(gòu)件的成形能力。這種基于3D打印的新型聚合物含油自潤滑復(fù)合材料成形策略，為制造自潤滑復(fù)合結(jié)構(gòu)及其
跨尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件成形提供了新的思路和材料技術(shù)方案。
3D打印微乳液含油自潤滑器件.。蘭州化物所供圖。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103580
