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3d打印|30次实验发现12种最佳配方，MIT最新AI算法将3D打印材料性能空间扩大288倍( 三 )


在实验中，研究人员还发现优化产生的数据集，可提供有关化学成分对材料最终机械性能影响的有趣结果，例如聚氨酯二甲基丙烯酸酯（UDMA）是基础混合物F中的主要成分，被认为对高模量材料有很大贡献，这种贡献可能是由于其高转化率和形成氢键的趋势 。
此外，研究人员也看到了算法优化引擎倾向于最小化六官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（一种倾向于易碎印刷品的高度交联试剂）的贡献 。
通过使用聚氨酯改性丙烯酸酯低聚物（含量为 24% 至 37%）、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯（含量高达 26%）和 UDMA（含量高达 40%）的配方，可获得高韧性性能，高韧性配方还含有稀释剂丙烯酸酰胺和丙烯酸酯，其范围分别为 14% 至 18% 和 1% 至 19% 。而最高性能的抗压强度复合配方包括低聚物、34% 的聚氨酯改性丙烯酸酯、26%的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯和 6% 的 UDMA，它们还包括稀释剂、15% 的丙烯酰胺和 19% 的丙烯酸酯 。
提供了一个新的研究基础研究人员总结，本文提出的方法为改善混合聚合物系统的性能特性提供了一种自动准备“管道”，从混合到样品加工，过程的每一步都可以完全自动化，这为自动化工艺提供了一个模板，该模板可通过改变实验中使用的基材来适应各种优化需求，如涂层或成型 。
不过，本项研究也存在些许局限性 。例如在定义设计空间时，基本成分仅限于选择了已知的可打印的墨水或材质，这虽然提高了实验效率，但可能会遗漏一些位于基础油墨材质组合之外的创新组合 。而选择喷射阀分配作为印刷工艺允许考虑大范围的材料，不过，这也一定程度阻止了将结果直接应用于商业印刷工艺 。
值得肯定的是，这种科研思路还是打开了一扇新大门，论文描述的材料发现系统为优化3D打印的光聚合物配方提供了全新方法，使用该系统，业界可以找到一套3D打印材料全新配方，在压缩模量、压缩强度和韧性等机械性能方面进行最佳权衡，这为材料工程师和聚合物化学家寻找和优化各种性能目标和应用的材料配方奠定了基础 。
参考资料：
https://news.mit.edu/2021/accelerating-materials-3d-printing-1015
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abf7435

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