Пожалуйста, оставьте нам сообщение
Двухфункциональная куркуминовая стратегия: подавление рассеяния света при высокоточной DLP-керамической 3D-печати
2026-06-22
Куркумин делает керамическую 3D-печать более детализированной: простой, но эффективный новый подход. Керамическая 3D-печать считается одной из наиболее перспективных технологий в области аддитивного производства и имеет широкие области применения в авиакосмической отрасли, электронной упаковке и биомедицине. Однако DLP (цифровая обработка света) керамическая печать долгое время сталкивается с одной проблемой — рассеянием света.
Когда керамический суспензия облучается 405 нм ультрафиолетовым светом, частицы керамики рассеивают свет, что приводит к полимеризации в нежелательных областях, образуя явление «переполимеризации», в итоге вызывающее искажение размеров, потерю деталей и закупорку каналов. Традиционные решения в основном полагаются на абсорбенты, поглощающие лишний свет, или на согласование показателей преломления для уменьшения рассеяния, но обычно страдают узким технологическим окном и высокой чувствительностью к параметрам.
Исследовательская группа из Университета Хунань предложила простой и изящный метод: добавить в керамический суспензия очень небольшое количество куркумина (Curcumin). Куркумин не только поглощает ультрафиолет около 405 нм, но и нейтрализует свободные радикалы, возникающие от рассеянного света, эффективно сочетая «физическое поглощение» и «химическое подавление». Эксперименты показали, что при добавке всего 0,02 мас.% куркумина сигнал свободных радикалов снижается примерно на 43,6%. В системе оксида алюминия при добавлении 0,01 мас.% куркумина погрешности печати значительно уменьшились; для более труднопечатаемой керамики карбид кремния даже при высокой экспозиции погрешности можно удерживать в пределах 10%.
Что ещё важнее, точность печати была значительно повышена. Исследователи, используя DLP‑установку с точностью пикселя 10 микрон, обнаружили, что минимальная ширина линии уменьшилась с 66,8 микрон до 26,1 микрон, приближаясь к теоретическому оптическому пределу устройства. В то же время микропоры размером порядка 50 микрон также полностью сохраняются. Команда также успешно напечатала сложные TPMS‑структуры, такие как Diamond, Gyroid и Schwarz. По сравнению с обычными суспензиями, в структуры с добавлением куркумина каналы стали более чёткими и проходимыми, а толщина тонких стенок может контролироваться в диапазоне 50–150 микрон. Кроме того, куркумин не влияет на последующее обезжиривание, спекание и механические свойства. Исследование показывает, что после спекания керамика по плотности и модулю упругости практически не отличается от традиционных материалов.
Это исследование использует двойной механизм куркумина «поглощение света + удаление свободных радикалов», предлагая низкозатратное и легко масштабируемое решение проблемы рассеяния света при DLP‑печати керамики, что может способствовать производству высокоточных керамических электронных элементов, MEMS‑устройств и сложных функциональных керамических структур.
