用微波照射含CNT3D打印对象可提升其强度

       碳纳米管（CNT）是一种相对较新的纳米材料，它们最早在上世纪90年代才出现。不过碳纳米管的价格已经从最早的1500-2000美元一克大幅降低到如今的35-50美元一克。这使得围绕着碳纳米管的研究项目数量大幅增长，也出现了一些使用碳纳米管生产出来的物质。碳纳米管材料强度非常高，导热和导电性也非常好，并能承受很大的压力而不变形。
       我们已经看到了一些公司宣称其生产的3D打印线材中含有碳纳米管材料。据所知，这类线材的主要目的是增加打印产品的导电性。未来这种线材可以用来3D打印集成了电子电路的电气部件。

用微波照射含CNT3D打印对象可提升其强度

白色线材外部的黑色部分为碳纳米管涂层

       日前，Texas Tech大学的一位名叫Brandon Sweeney的化学工程博士生使用了一种很特殊的方法将碳纳米管用于3D打印。他的出发点是解决3D打印的强度问题，基于FDM技术3D打印出来的零部件，每层之间的连接往往相对薄弱，如果有外力弯折或撕扯时，最先断裂的往往是层与层之间的连接处。针对这种情况Sweeney想出了一个解决方案。
       他发现，碳纳米管的导电性意味着当该材料暴露于微波辐射，碳纳米管会迅速升温并快速扩散热量，而通常情况下，聚合物材料从3D打印机中挤出时会比较快的冷却。Sweeney想做的事是将逐层打印的3D对象的内部各层融合在一起，而不影响打印物体的整体形状。碳纳米管是最完美的解决方案。

用微波照射含CNT3D打印对象可提升其强度

带CNT的对象表现出明显的抗压强度

       Sweeney首先给普通的3D打印线材做个碳纳米管浴。这样线材外部会有一个碳纳米管薄层。然后，他用这种材料3D打印一个对象，对它进行直接微波辐射（用微波炉即可），来克服上文所说的强度问题。当对象被微波辐射时，碳纳米管涂层升温很快，导致与其接近的聚合物迅速熔融，而离碳纳米管较远的塑料还保持着较低的温度，所以并不会发生形变。这不仅是打印对象内部的各层聚合物结合在一起使得强度更大，而且碳纳米管在每层之间起到了类似混凝土中的钢筋那样的支撑作用，使得3D打印对象的压缩要困难得多。于是碳纳米管的强度特性部分转移到了打印成品上。
       Sweeney正在与Texas Tech大学化学工程系副教授Micah Green、电子工程教授Mohammed Saed一起继续深入这方面的研究，并已经取得了新技术的知识产权。