光敏类硅胶 让3D打印走向“大众”

　　房子、器官、汽车、衣服、机器人……只要扫描数据到电脑，就能通过3D打印机打印出真实的物体。随着时代的进步，3D打印材料也逐步增多，金属、尼龙、树脂等新型材料层出不穷，为了使打印模型应用范围更广，山西光响应新材料科技有限公司（以下简称“光响应新材料公司”）研发出全球首款可以光固化成形的类硅胶3D打印材料——光敏类硅胶3D打印材料，其高弹性、高韧度、高精度、无气味的产品特征为3D打印带来了巨大变革。
　　材料革新把3D打印带进生活
“光固化成型是目前较为成熟的一类3D打印技术。市面上常见的有三种光固化3D打印技术，分别是SLA、DLP和LCD。当前，用于DLP和LCD成型的材料主要是光敏树脂。这类材料主要由光敏预聚体、活性稀释剂、光引发剂和光敏剂组成。”对于光固化3D打印材料的行业背景，光响应新材料公司市场经理李遥这样说道。
　　近年来，虽然光敏树脂材料因其优异的特性而受到行业青睐，被广泛用于3D打印，但有些光敏树脂中含有大量的工业酯类，有刺鼻的气味和一定的毒性，打印过程需要在密闭环境下操作，而且一般的光敏树脂质地较为坚硬，多数不适合构建要求具有柔韧性、弹性和拉伸性的结构。
　　为弥补光敏树脂材料的不足，光响应新材料公司研发出了光敏类硅胶材料，光敏类硅胶的前体溶液无毒且无刺鼻性气味，具有环境友好的特性，能够让光固化3D打印过程从工厂车间走向办公室、商场，甚至家庭，让更多人能够参与光固化3D打印的过程。
　　相对树脂材料，固化后的光敏类硅胶质地柔软，弹性良好，能够与高强度的树脂材料形成互补，拓展光固化3D打印的应用范畴，特别是具有高附加值的生物医学领域，更需要个性化定制各种具有柔韧和软质特性的医疗器件。
　　高弹可塑适用范围更大更广
　　据介绍，光敏凝胶3D打印材料特色在于以天然多糖和合成聚合物的前体为原材料，通过绿色生化改性技术，构建出一系列具有光敏特性的预聚体材料，将其开发为可用于DLP和LCD光固化3D打印的光敏材料。“我们的光敏类硅胶3D打印材料无需制范打模，是可以直接在405nm下直接成型的材料。”李遥告诉记者。
　　在李遥办公室里记者看到，桌面上到处摆放着制作完成的模型成品，有适用于术前模型、手术导板的可切割透明模型；有适用于3D打印教育、手板制作的高弹性无气味模型；还有适用于浅表性肿瘤放疗过程的组织补偿胶。和传统树脂3D打印材料的模型相比，这些模型手感细腻，无刺鼻气味，还有一定的韧性和弹性。据李遥介绍，这样高包容度的材料特征极大地扩大了3D打印的适用范围。
　　技术攻关产品应用覆盖多领域
　　据了解，光敏类硅胶3D打印材料属于光固化3D打印材料的一种，与树脂材料的成型原理一致，通过405nm光源激发交联后成型，对打印设备没有特殊要求，在普通LCD和DLP机型上即可实现模型的快速打印。除引发剂外，打印墨水全部采用绿色环保高分子为原料，打印过程及成型模型无毒无气味，可使光固化3D打印的使用场景实现环境友好。光固化成型后的模型内部保留了空间网状结构的凝胶特性，充分体现出凝胶质地柔软、弹性可逆的材料特征，且有一定的韧性和弹性，经系统测试，光敏类硅胶3D打印材料打印模型的力学性能与硅胶相当。
　　记者了解到，光响应新材料公司成立于2019年6月，经过两年多的技术攻关，成功开发出了光敏类硅胶3D打印材料，并成为山西省政府关注并扶持的新兴产业项目，目前公司正与医疗机构开展临床转化医学的研究与应用，已进入市场推广阶段，目前已经获得授权9项知识产权，相关临床应用产品已经完成医疗器械备案登记，公司各类产品已经取得创想三维、联泰科技、马克医疗等3D行业领军企业的采购订单。未来，光敏类硅胶3D打印材料将会在医疗模型、气动模型、动漫模型等领域继续发光发热，让3D打印从“小众”逐渐走向“大众”，让3D打印真正便利人们的生活。
　　晨报记者叶芝花文/摄