一组研究人员莱斯大学得克萨斯州，已经开发了一种使用直接墨水写作（DIW）3D打印制造复杂石墨结构的新方法。
先前使用石墨打印的尝试通常涉及将材料的粉末状形式集成到聚合物基质中。使用基于挤出的技术，可以创建机械声音结构，但是所得的复合材料通常仅按重量占50％的石墨。因此，到目前为止，3D打印的石墨零件尚未真正提供使纯石墨如此理想的热特性。
为了解决这个问题，稻米研究人员开发了由石墨粉和微小粘土制成的胶体3D可打印墨水，可实现高达97％纯度的复杂diw零件。
石墨：极端的矿物
石墨被认为是碳最有用的同素体，它具有大量工业应用（是的，它不仅仅是铅笔铅）。
该材料具有分层的2D原子结构，是几种高性能润滑剂的关键要素。石墨还具有出色的热和化学稳定性，使其能够承受熔融金属坩埚和核反应堆核所需的极端环境条件。此外，该材料臭名昭著的高电导率也使其成为电池，电气触点甚至灵活电子设备的理想候选者。
不幸的是，由于高温处理的挑战和材料的固有脆性，使用常规合成方法创建石墨制成的复杂几何零件通常非常困难 - 这是3D打印可以解决的问题。
如何3D打印97％石墨零件
高浓缩石墨墨水是通过在装满石墨片的水浴中添加少量的硅酸盐纳米粘土（3-10 wt％）来制定的。纳米粘土最终充当结合剂，确保石墨片均匀地分布在所得的复合墨水中。粘土的添加还显着提高了材料的粘度，使其在室温下通过DIW挤出。相反，在压力下分离时，发现只有石墨墨水堵塞了3D打印机的喷嘴。
当打印3D时，在最终的3D结构中非常明显纳米层添加剂的效果。研究中的所有印刷测试对象均表现出极好的结构稳定性，尽管几何复杂，但仍可以为自己的体重支持而没有任何问题。即使在空气干燥之后，与纯石墨墨水相比，这些零件也设法保持其原始形状，具有提高能量的能力。
赖斯团队已经为多种石墨应用使用了新型的97％纯度配方。这包括用于铸造锡的3D打印模具，用于照明LED的石墨电路以及能够将水带到沸点的3D打印的加热元件。
该研究的更多细节可以在标题为“”的论文中找到复杂石墨结构的三维印刷’。它由Seyed Mohammad Sajadi，Shayan Enayat等人合着。
石墨及其单层形式石墨烯是3D打印部门的大量研究的主题。布法罗大学研究人员最近开发了一个新的3D印刷水石墨烯气凝胶能够进行大规模的废水处理。该新型材料由类似泡沫塑料的气凝胶，格子石墨烯和两种生物启发的聚合物组成，能够从饮用水中清除染料，金属和有机溶剂，并具有100％效率。
在其他地方，在FAMU-FSU工程学院，科学家开发了一个参数集3D打印石墨烯的结构具有优化的导电品质。经过一系列的测试运行后，该团队发现，诸如打印压力和喷嘴直径之类的因素影响了复合材料的特性，但可以以特定的打印速度，但可以使其颗粒以指定的方式对齐。
订阅3D打印行业通讯有关增材制造中的最新消息。您也可以通过关注我们来保持联系推特，喜欢我们Facebook，然后调查3D打印行业YouTube频道。
寻找添加剂制造业的职业？访问3D打印作业在行业中选择一系列角色。
特色图像显示石墨结构3D通过直接墨水写作打印。图片通过莱斯大学。
