3d打印聚酰亚胺自润滑研究取得系列进展。聚酰亚胺自润滑复合材料具有优异的热稳定性、机械强度和自润滑等综合性能，广泛应用于航空航天、汽车制造和微电子等领域。 近期，中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室3d打印摩擦器件研究团队在3d打印聚酰亚胺润滑材料与器件研究方面得了系列进展。为解决聚酰亚胺溶解性和光固化3d打印成型难题，研究人员通过分子结构设计，于2017年发展了具有优异溶解性能的可快速光固化聚酰亚胺树脂，并实现了具有优异耐高温等综合性能的dlp光固化3d打印聚酰亚胺（j. mater. chem. a, 2017, 5,16307）。受传统聚酰亚胺先由聚酰胺酸涂膜再热酰亚胺化处理工艺的启发，提出并发展了紫外辅助直书写打印（uv-diw）聚酰亚胺3d打印（adv. eng. mater., 2019, 1801314），在材料与工艺方面均取得了突破，实现了较高精度聚酰亚胺3d打印成形制造（图1）。相关技术分别获中国发明专利授权（zl 201510668467.8，zl 201910080176.5）和美国专利授权（us 11021621和us 11020895）2件。 图1 光固化3d打印聚酰亚胺微型精密润滑部件 研究人员在系统探究光固化3d打印成形方式对聚酰亚胺摩擦学性能影响的基础上（摩擦学学报，https://doi.org/10.16078/j.tribology.2021115），采用聚四氟乙烯（ptfe）微粉复合，实现了具有优异减摩抗磨性能的3d打印聚酰亚胺自润滑复合材料（图2），并发挥3d打印层层累积成形的优势，实现了按需润滑聚酰亚胺自润滑表界面材料和轴承等零部件（图2）的3d打印制造，为复杂结构聚合物自润滑零部件设计与制造提供了材料和技术方案（tribology international, 2022, 167, 107405）。 图2 pi/ptfe润滑复合材料摩擦学性能及按需润滑功能型轴承 在uv-diw 3d打印聚酰亚胺研究的基础上，研究人员实现了具有高储油空间结构的多孔聚酰亚胺自润滑材料3d打印制造（图3），得到了内部孔隙可调节、机械性能和热稳定性良好、含油摩擦系数低至0.08的多孔聚酰亚胺制件。研究结果发表在tribology international和《摩擦学学报》上（tribology international, 2021, 160:107009；摩擦学学报，https://doi.org/10.16078/j.tribology.2021095），并获2件中国发明专利授权（zl 202010004572.2和zl 202010304000.6）。 图3 多孔聚酰亚胺含油润滑性能及含油润滑器件设计智造 上述研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、中国科学院西部之光交叉创新团队项目、甘肃省科技计划项目和兰州市城关区科技计划项目等的支持。（来源：中国科学院兰州化学物理研究所）
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作者：王齐华等 来源：《摩擦学学报》
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