選擇性激光燒結（SLS）等增材制造技術為創(chuàng)建復合材料提供了新方法。使用復合材料粉末的選區(qū)激光燒結部件可具有較好的機械，電氣和熱性能。來自南洋理工大學的研究者提出了一種新的制備碳納米管（CNT）復合粉末的方法，并將其用于SLS工藝。與熱壓工藝相比，SLS工藝可以提供一種有效的方法來制備碳納米管／聚合物復合材料導電結構。在少量的CNTs濃度范圍內（＜1 wt％），激光燒結復合材料的導電性顯著提高，直至抗靜電。復合材料導電范圍滿足了汽車和航空航天領域的應用要求。

圖1 選區(qū)激光燒結復合材料粉末示意圖

作者將尼龍12（PA12）與聚氨酯（PU）粉末浸泡在含多壁碳納米管（MWCNT）的膽酸鈉水合物溶液中，經(jīng)過一系列工序后，可得到表面修飾碳納米管的尼龍與聚氨酯粉末， 如圖2所示。

圖2 復合材料粉末電鏡圖

之后，將表面修飾碳納米管的復合材料粉末用于選區(qū)激光燒結，通過對激光燒結復合材料與熱壓復合材料及純尼龍／聚氨酯材料導電性的對比，研究人員發(fā)現(xiàn)在較小碳納米管濃度范圍內（＜1 wt％），激光燒結復合材料導電性相比熱壓工藝復合材料與純材料均有提高。

圖3 復合材料與純材料導電性能對比

然而，選區(qū)激光燒結復合材料的熱導率增強與熱壓工藝復合材料之間不具有可比性，仍需進一步的研究來探究不同制造過程引起的微觀結構及熱電性能變化的基本原理。

參考文獻：

Yuan，S．，et al．， Electrical and thermal conductivities of MWCNT／polymer composites fabricated by selective laser sintering． Composites Part A： Applied Science and Manufacturing， 2018． 105： p． 203－213．

供稿人：李家欣 賀健康  供稿單位：機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室